Articolo metodologico

Copricapo personalizzato stampato in 3D per la stimolazione elettrica transcranica multi-elettrodo

DOI:

10.3791/68815

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9 settembre 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Research Program on Cognition and Neuromodulation Based Interventions, Departments of Psychiatry & Neurology, University of Michigan, Ann Arbor, 2Mental Health Service, VA Ann Arbor Healthcare System, 3Research and Development, Soterix Medical, 4Department of Biomedical Engineering, City College of New York

In questo articolo

Sommario

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Il nostro copricapo brevettato e personalizzato stampato in 3D fornisce una consegna rapida e affidabile della stimolazione elettrica transcranica multi-elettrodo (ME-tES) in studio e in remoto.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Presentiamo una panoramica di un nuovo approccio brevettato per la creazione di copricapi personalizzati stampati in 3D che consentono la stimolazione elettrica transcranica multi-elettrodo, anche a casa. Una risonanza magnetica strutturale (MRI) viene utilizzata per ottimizzare un montaggio che si rivolge ad aree/reti cerebrali chiave e viene quindi caricata su un server sicuro per progettare copricapi personalizzati che vengono infine stampati in 3D. Il copricapo consente un rapido posizionamento di più elettrodi (<1 min per elettrodo) con una precisione paragonabile a quella delle misurazioni manuali 10-10. Abbiamo eseguito oltre 1.400 sessioni su 63 anziani con lesioni o malattie neurologiche. Descriviamo un programma di formazione efficiente per i partner di studio (ad esempio, i coniugi) che ha consentito un tasso di successo del 100% e oltre 900 sessioni gestite da remoto. I partner e i partecipanti allo studio hanno riportato alti livelli di fiducia e soddisfazione per l'esperienza. Poiché le posizioni degli elettrodi si basano su una modellazione computazionale personalizzata, il copricapo è ideale per le tecniche che richiedono precisione (ad esempio, stimolazione con interferenza temporale, ultrasuoni focalizzati transcranici, stimolazione magnetica transcranica).

Introduzione

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La stimolazione elettrica transcranica (tES) ha un potenziale significativo per il trattamento di deficit cognitivi, emotivi e motori derivanti da lesioni e malattie neurologiche, soprattutto considerando i profili di tollerabilità e sicurezza favorevoli 1,2,3,4. In particolare, una revisione seminale della sicurezza ha rilevato solo il profilo degli effetti collaterali ben consolidato (ad esempio, formicolio, prurito, sensazione di bruciore) ma nessuna evidenza di eventi avversi imprevisti in 33.000 sessioni, indipendentemente dalla popolazione2. Allo stesso modo, abbiamo recentemente riportato un'assenza di eventi di sicurezza e profili di effetti collaterali praticamente identici per la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) attiva e fittizia in 3.046 sessioni con 292 anziani in tutto lo spettro della demenza3. Tale elevata sicurezza e tollerabilità hanno portato all'erogazione remota di tES utilizzando montaggi convenzionali a doppio elettrodoampiamente disponibili 5,6, grazie in parte a materiali (ad esempio, cinghie per la testa premisurate, spugne preumidificate) che facilitano il posizionamento rapido e affidabile degli elettrodi. La combinazione di questi fattori ha facilitato le cliniche per la tES con supervisione remota che trattano una serie di condizioni neurologiche e psichiatriche7 ma che si basano principalmente sul tradizionale approccio basato su tamponi di grandi dimensioni (ad esempio, 25 cm2-35 cm 2).

Molti meno studi hanno studiato l'uso del tES 8,9 ad alta definizione/multi-elettrodo (ME) remoto, nonostante l'evidenza che possa fornire una maggiore erogazione di stimolazione focale 10,11,12, essere personalizzato 13 e avere effetti maggiori e più duraturi14 rispetto alla tradizionale stimolazione basata su pad. La relativa scarsità di lavoro in quest'area riflette probabilmente le maggiori esigenze dei ME-tES, dati i materiali distinti (ad esempio, più piccoli elettrodi, uso di gel invece di spugne imbevute di soluzione salina), il potenziale per una maggiore complessità del montaggio e la necessità associata di un posizionamento più preciso degli elettrodi. In questo articolo, presentiamo un copricapo brevettato, personalizzato e stampato in 3D che supera molte di queste sfide e consente una configurazione e una consegna ME-tES rapide e affidabili. Questo approccio supera i potenziali limiti delle opzioni esistenti, come i cappucci in neoprene che possono essere facilmente posizionati in modo errato, possono essere inadatti e avere poca flessibilità quando si spostano i capelli per garantire un contatto ottimale con gli elettrodi. Forniamo anche prove a sostegno dell'uso del copricapo per la stimolazione remota ME-transcranica a corrente continua (ME-tDCS) negli anziani in tutto lo spettro della demenza. Nel loro insieme, i nostri risultati supportano fortemente i benefici del copricapo personalizzato e sono promettenti per altre forme di neuromodulazione, nonché per metodi che valutano la neurofisiologia.

Protocollo

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Le sezioni seguenti si riferiscono a: a) membri del team di studio, che sono personale di ricerca qualificato, in genere con diploma di maturità, supervisionato da uno psicologo clinico autorizzato e certificato in neuropsicologia clinica, e b) partner di studio, che sono in genere coniugi o figli adulti dei partecipanti, nessuno dei quali aveva alcuna esperienza precedente con tES. Al momento non esistono criteri chiaramente definiti per coloro che supervisionano la tES, anche se avere un diploma avanzato (ad esempio, Ph.D., M.D.) ed essere adeguatamente formati in metodologia e ben informati sulla sicurezza e la tollerabilità sono requisiti ragionevoli e coerenti con coloro che guidano la ricerca in questo settore.

Durante tutte le sessioni (in ufficio e a distanza), i membri del team di studio hanno somministrato un questionario standard di tollerabilità15 alla fine di ogni sessione. I membri del team di studio hanno anche monitorato tutte le sessioni per eventuali problemi di sicurezza e hanno iniziato ogni sessione chiedendo informazioni su eventuali cambiamenti nella salute o nei farmaci dall'ultima sessione.

1. Creazione del copricapo (Figura 1)

figure-protocol-1
Figura 1: Processo per la creazione di copricapi personalizzati e l'erogazione di stimolazione elettrica transcranica multi-elettrodo a casa. Abbreviazioni: ME-tES = stimolazione elettrica transcranica multi-elettrodo; MRI = risonanza magnetica. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

  1. Ottenere le misure della testa:
    NOTA: Il copricapo personalizzato richiede attualmente una risonanza magnetica strutturale (MRI) poiché fornisce misurazioni 3D altamente accurate della testa di ogni persona.
    1. Acquisire una scansione strutturale (ad esempio, T1) utilizzando parametri che si allineano con diversi studi di ricerca a livello nazionale (ad esempio, SCAN, ADNI). Acquisizione di immagini anatomiche pesate in T1 a testa intera, ad alta risoluzione, utilizzando l'acquisizione SPGR (spoiled-gradient-recalled) nell'imaging in stato stazionario (TR/TE = 6,95/2,92 ms, angolo di rotazione = 8°, campo visivo = 256 × 256 mm2, dimensioni della matrice = 256 x 256; spessore della fetta = 1 mm; 208 fette sagittali; dimensioni del voxel = 1 x 1 x 1 mm3).
      1. Se non è possibile accedere a tali scansioni MRI ad alta risoluzione e alle scansioni MRI con altre risoluzioni (a volte inferiori), utilizzare scansioni MRI T1 di livello clinico con una gamma di dimensioni dei voxel (ad esempio, 0,98 mm3; 0,94 × 0,94 × 3,00 mm3). Utilizzare una sequenza clinica FLAIR quando il T1 è di qualità insufficiente.
      2. In caso di scarsa segmentazione tissutale e . Errori di creazione del file STL, utilizzare il software di rete neurale convoluzionale (ad esempio, SynthSR) o un software simile per trasformare le scansioni in un MP-RAGE T116,17 isotropo sintetico da 1 mm corretto per la polarizzazione. Tentare questo passaggio quando lo spessore della fetta del T1 clinico supera i parametri necessari per creare un copricapo accurato.
        NOTA: Sono in fase di sviluppo approcci alternativi per l'acquisizione delle necessarie misure 3D della testa (ad esempio, la scansione 3D della testa) che saranno implementati non appena disponibili.
  2. Eseguire la modellazione computazionale basata sulla risonanza magnetica (opzionale):
    1. Utilizzare software di modellazione computazionale (ad es. ROAST18) per sviluppare un modello computazionale personalizzato del flusso di corrente elettrica utilizzando la scansione MRI T1. Assicurarsi che le posizioni degli elettrodi aderiscano al sistema standard 10-10 o 10-5.
  3. Sviluppo del copricapo
    1. Carica la risonanza magnetica T1 del partecipante su un server sicuro per la segmentazione del cuoio capelluto e la creazione definitiva del copricapo.
    2. Specificare il numero e la posizione dei portaelettrodi utilizzando il sistema standard 10-10 (o 10-5) per garantire che il copricapo corrisponda alla modellazione "ground truth". Attendere che il software a) posizioni automaticamente le barre trasversali che collegano i portaelettrodi per formare un guscio rigido che consenta all'utente di riposizionare i capelli attorno alle barre di supporto e b) identifichi i punti di riferimento anatomici (ad esempio, nasion, inion, auricolare) per posizionare "linguette di orientamento" che si sovrappongono a queste regioni e consentono all'utente di posizionare rapidamente il copricapo.
      NOTA: la maggior parte delle scansioni non richiedeva la correzione manuale. La deformazione dei tessuti molli può essere osservata intorno alle orecchie, al viso e al collo, che si trovano sotto il guscio del copricapo, e piccole discrepanze (diversi millimetri) possono essere spiegate con i distanziatori e la sottile flessibilità del telaio in nylon stesso. In alcuni casi eccezionali (ad esempio, posizioni del soggetto disallineate o risonanze magnetiche anisotrope rumorose a bassa risoluzione) la correzione può essere applicata sotto forma di una matrice di rotazione stimata manualmente e/o dell'upscaler a super risoluzione.
  4. Stampa 3D:
    1. Caricare il file del modello 3D (ad esempio, ". STL") a una stampante 3D appropriata (ad esempio, una stampante a sinterizzazione laser selettiva (SLS) con nylon-12 (PA12) di grado medico o stampanti stereolitografiche (SLA) con resina).
    2. Una volta stampato, assicurati che i bordi ruvidi siano levigati con carta vetrata quando necessario.
  5. Posizionamento del copricapo:
    1. Posizionare le linguette di orientamento nelle posizioni appropriate sulla testa.
    2. Fissare il copricapo utilizzando cinghie a strappo sotto il mento per il copricapo bilaterale o intorno alla testa per il copricapo unilaterale.
    3. Applicare distanziatori morbidi se necessario per compensare piccoli spazi tra i portaelettrodi e il cuoio capelluto. Verificare che tutti gli altri portaelettrodi rimangano a contatto con il cuoio capelluto dopo aver aggiunto i distanziatori.
    4. Riempire i portaelettrodi con gel conduttivo.
    5. Posizionare l'elettrodo nel supporto, assicurandosi che il contatto con il gel. Applicare il cappuccio per fissare l'elettrodo.

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Figura 2: Personalizzazione del copricapo ME-tES. (A) Ulteriori esempi di copricapi ME-tES personalizzati che mostrano la flessibilità dell'approccio. (B) Cinque misure di distanziatori flessibili vengono utilizzati secondo necessità per garantire un contatto a filo con il cuoio capelluto. (C) Esempio di distanziatore posizionato all'estremità del portaelettrodo. Abbreviazione: ME-tES = stimolazione elettrica transcranica multi-elettrodo. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

2. Convalida del copricapo

NOTA: Vengono riportati dati variabili dai primi 63 partecipanti che hanno completato la ME-tDCS utilizzando il copricapo. Non tutti i dati erano disponibili per tutti i partecipanti a causa di modifiche al protocollo o fattori pragmatici (ad esempio, omissione o mancanza di tempo per acquisire questionari opzionali). Tutti i partecipanti hanno completato il numero di sessioni programmato. A questi partecipanti sono state diagnosticate lesioni neurologiche o malattie che includevano demenza di tipo Alzheimer (n = 22), decadimento cognitivo lieve amnesico (n = 13), afasia primaria progressiva (n = 12), atrofia corticale posteriore (n = 11), demenza frontotemporale variante comportamentale (n = 2), lesione cerebrale anossica (n = 2) e demenza a corpi di Lewy (n = 1). L'età media era di 68,9 anni e il 50,8% erano donne.

  1. Convalida dell'accuratezza della misurazione del copricapo:
    1. Misurare e segnare a mano la posizione di ciascun elettrodo sulla testa del partecipante.
    2. Posizionare il copricapo come al punto 1.5. Segnare la posizione di ciascun portaelettrodo. Rimuovere il copricapo.
    3. Misurare la differenza tra la posizione misurata a mano e la posizione del copricapo (in mm).

3. Formazione per ME-tES a distanza

NOTA: Di seguito sono riportati il seguente rigoroso programma di formazione per i partner dello studio e i dati di efficacia associati. La formazione inizialmente richiedeva 5 giorni, ma è stata modificata per abbracciare un approccio di padronanza delle abilità, dato l'alto tasso di successo nei primi partecipanti. Completare i questionari standard di tollerabilità dopo ogni sessione15.

  1. Giorno 1: Chiedi a un membro esperto del team di studio di spiegare i componenti del copricapo (ad esempio, linguette di orientamento, portaelettrodi) e di dimostrare il corretto posizionamento al partner di studio.
    1. Chiedi al membro del team di assicurarsi che ogni portaelettrodo sia a filo con il cuoio capelluto in modo che non ci siano spazi vuoti che consentirebbero al gel di fuoriuscire. Se esistono spazi vuoti, chiedere al membro del team di applicare i distanziatori flessibili alla parte inferiore del portaelettrodo (Figura 2C) e ricontrollare tutti gli altri portaelettrodi, posizionando distanziatori aggiuntivi se necessario.
    2. Chiedi al membro del team di dimostrare le migliori pratiche come spostare i capelli da sotto i portaelettrodi, riempire correttamente il supporto con gel (ad esempio, evitare/rimuovere bolle d'aria), posizionare gli elettrodi e applicare il cappuccio del supporto corrispondente.
    3. Chiedi al membro del team di dimostrare come utilizzare il dispositivo ME-tES, controllare la carica della batteria e valutare l'impedenza dell'elettrodo. Fornisci esempi di potenziali problemi e risoluzione dei problemi.
    4. Eseguire la sessione in modo appropriato per lo studio.
    5. Chiedi al membro del team di dimostrare i metodi corretti di rotazione, rimozione, lavaggio e asciugatura (per la cura degli elettrodi, vedere19).
      NOTA: I dati di confidenza sono presentati da un sottogruppo di partner di studio (n = 33) e partecipanti (n = 34) sulla loro capacità di impostare ed eseguire la stimolazione utilizzando una scala Likert ancorata dopo aver osservato il membro del team di studio eseguire questa prima sessione (Tabella 1).
  2. Giorno 2: Chiedi al partner dello studio di eseguire tutte le procedure sotto la supervisione di un membro del team dello studio.
    1. Chiedi al compagno di studio di segnare la nasi ed entrambi i punti auricolari per assicurarsi che le linguette di orientamento del copricapo siano posizionate correttamente sulla testa del partecipante.
    2. Chiedi al membro del team di studio di contrassegnare la posizione di ciascun portaelettrodo e di rimuovere il copricapo.
    3. Chiedere al membro del team di studio di sostituire il copricapo e di contrassegnare la posizione di ciascun portaelettrodo per valutare l'accuratezza del partner di studio rispetto al membro del team (Figura 3B). Annota le differenze e fornisci un feedback correttivo, se necessario.
    4. Chiedi al partner di studio di eseguire l'intera configurazione (ad esempio, garantire l'adattamento a filo con il cuoio capelluto, riempire il supporto con gel, posizionare l'elettrodo), attivare il dispositivo, valutare le impedenze e, infine, pulire l'apparecchiatura; il tutto sotto la supervisione del membro del team.
  3. Giorni 3-5: utilizza una lista di controllo standardizzata per fare in modo che il membro del team di studio monitori il partner dello studio durante ogni fase del processo di configurazione. Fornire feedback correttivi e suggerimenti, se necessario, fino a quando il partner dello studio non dimostra la padronanza dell'intero processo di configurazione e pulizia.
    NOTA: L'ultimo giorno, sono stati nuovamente acquisiti i dati di precisione per determinare l'accuratezza del posizionamento del copricapo per il partner dello studio rispetto al membro del team di studio (Figura 3B).
    1. Fornire al partner dello studio una custodia per il trasporto con tutte le forniture necessarie (ad es. copricapo, gel, siringhe, elettrodi), un manuale di cura e manutenzione adeguato e una seconda custodia con il dispositivo ME-tES alla fine della sessione.
      NOTA: I partner dello studio (n = 31) e i partecipanti (n = 30) hanno fornito valutazioni di affidabilità alla fine della sessione di formazione finale (Tabella 1).
  4. ME-tES remoto (a casa):
    1. Per ogni sessione programmata, chiedi al partner dello studio di accedere a una videochiamata sicura con un membro del team dello studio e quindi di eseguire tutte le attività di configurazione.
    2. Chiedi al partner di studio di segnalare le impedenze. Una volta accettabile, chiedi al membro del team di studio di fornire un codice per l'ingresso del partner dello studio nell'unità ME-tDCS.
      NOTA: Molte unità ME-tDCS richiedono un codice monouso per avviare la stimolazione, che impedisce sessioni di stimolazione non programmate e ottimizza la sicurezza dei partecipanti.
    3. Chiedi al membro del team dello studio di eseguire le attività di sessione richieste tramite videochiamata, inclusi i rapporti sulla sicurezza e la tollerabilità (ad es. effetti collaterali).
    4. Una volta completata la sessione, chiedi al partner dello studio di seguire la lista di controllo per la cura e la manutenzione e di caricare le batterie dello stimolatore.
      NOTA: I partner dello studio (n = 24) e i partecipanti (n = 24) hanno fornito valutazioni di affidabilità dopo il numero prescritto di sessioni remote.

Risultati

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Parametri di stimolazione e sessioni totali:
Abbiamo creato con successo il 100% dei copricapi tentati (63/63), dimostrando una pipeline affidabile ed efficiente per copricapi personalizzati. Ogni copricapo comprendeva da 5 a 22 elettrodi, a seconda del partecipante e dello studio (notiamo che sono possibili anche meno o più posizioni degli elettrodi). Abbiamo fornito ampiezze per canale di 4 mA o inferiori e corrente totale basata sul cuoio capelluto su tutti gli elettrodi inferiore a 16 mA. In totale, abbiamo eseguito 1.449 sessioni utilizzando il copricapo.

Risultati della convalida:
C'era una differenza media di 8,6 mm tra le posizioni degli elettrodi del copricapo con la misurazione manuale delle stesse posizioni nei primi 54 copricapi (Figura 3A). Questa differenza (ad esempio, <1 cm) rientra ampiamente nel margine di errore previsto derivante dalla misurazione della mano poiché 1) la misurazione della mano è intrinsecamente variabile, soprattutto tra i giorni e quando viene eseguita da diversi membri del team di studio, 2) le capacità/esperienze di misurazione possono variare tra i membri del team di studio, 3) le differenze individuali nelle dimensioni/forma della testa e dei capelli creano un errore di misurazione, 4) I montaggi complessi interagiscono con #1-3 per creare variabilità e richiedono tempi di configurazione estesi. In effetti, questo processo ci ha portato a identificare e correggere la deriva nel processo di misurazione del team di studio (cioè, il copricapo ha fornito una verità oggettiva sul campo). La natura rigida del copricapo (sebbene il materiale sia stato ottimizzato per bilanciare comfort, flessibilità e rigidità) e le linguette di orientamento (ad esempio, nasion) eliminano essenzialmente l'errore nella posizione dell'elettrodo e, come notato sopra, le posizioni si basano sullo stesso processo del software di modellazione computazionale. Il posizionamento del copricapo richiede <1 min; il tempo totale di configurazione con 20 elettrodi è di ~10 min (compreso il riempimento dei supporti, il posizionamento dell'elettrodo, la misurazione delle impedenze); Una riduzione sostanziale rispetto alla misurazione manuale (tipicamente ~45 min a seconda della posizione degli elettrodi).

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Figura 3: Formazione per il copricapo ME-tES. (A) Differenza media tra la misurazione della mano e il copricapo (in mm). NOTA: Durante il processo di confronto, sono state identificate diverse imprecisioni associate alla misurazione manuale che hanno portato a modifiche procedurali (ad esempio, posizionamento del nastro di misurazione, punti auricolari). (B) Differenza media tra il copricapo posizionato dal partner di studio e il membro del team di studio addestrato il primo e l'ultimo giorno di formazione. I cerchi neri rappresentano la media generale del gruppo; I cerchi grigi rappresentano i singoli partecipanti. Abbreviazione: ME-tES = stimolazione elettrica transcranica multi-elettrodo. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Risultati della formazione:
I partner dello studio hanno posizionato con precisione il copricapo al primo tentativo, come evidenziato da una differenza media di soli 3 mm rispetto al punto in cui il nostro team di studio lo ha posizionato. Questa differenza era di 1,74 mm entro l'ultimo giorno di allenamento (Figura 3B). È importante sottolineare che il 100% degli informatori ha completato con successo la formazione entro i 5 giorni disponibili.

I partner di studio formati hanno eseguito 929 sessioni a casa del partecipante (intervallo: 5-61 sessioni/partecipante). Non ci sono stati problemi di sicurezza. La tollerabilità è stata valutata utilizzando i questionari standard, ma non è qui riportata a causa dei nostri precedenti risultati di esperienze sensoriali comparabili tra ME-tDCS 3,15 attiva e fittizia. La Tabella 1 mostra che i partecipanti e i partner di studio hanno riportato alti livelli di fiducia dopo la prima sessione, che sono ulteriormente aumentati fino a raggiungere livelli vicini al soffitto entro l'ultima sessione di allenamento. Inoltre, i partecipanti e i partner dello studio hanno riportato livelli di soddisfazione vicini al tetto con l'esperienza ME-tDCS remota dopo la loro sessione finale.

Tabella 1: Esperienze del partner e del partecipante nello studio utilizzando il copricapo ed eseguendo e ricevendo ME-tDCS a distanza. Misure acquisite dopo la prima sessione, la sessione di allenamento finale (~5a) e la sessione finale di ME-tDCS. Abbreviazione: ME-tDCS = stimolazione multi-elettrodo-transcranica a corrente continua. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Discussione

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Il nostro copricapo personalizzato offre un metodo facile da usare per la somministrazione remota di ME-tES, anche negli anziani con lesioni e malattie neurologiche. I nostri dati dimostrano che i posizionamenti automatici degli elettrodi per il copricapo erano paragonabili alle misurazioni manuali. È importante sottolineare che il posizionamento condiviso degli elettrodi basato sulla risonanza magnetica significa che i tES sono stati erogati utilizzando gli specchi del copricapo mostrati tramite modelli computazionali. Le linguette di orientamento personalizzate garantiscono un posizionamento corretto e il design della traversa consente all'utente di accedere alle posizioni degli elettrodi e mitigare potenziali confondimenti, soprattutto per quanto riguarda i capelli in movimento per garantire un chiaro accesso al cuoio capelluto. Questi vantaggi sono notevoli rispetto agli approcci esistenti (ad esempio, cappucci in neoprene, reti per la testa misurate a mano) che sono potenzialmente più lenti, meno accurati e inclini a uno scarso contatto a causa dei capelli, specialmente in ambienti remoti (ad esempio, a casa).

Il nostro programma di formazione a distanza è stato estremamente efficace nella formazione dei partner di studio per la somministrazione di ME-tDCS, poiché tutti coloro che hanno espresso interesse sono stati in grado di soddisfare i criteri di prestazione. In particolare, i partner dello studio hanno posizionato con precisione il copricapo dopo una singola osservazione (3 mm di differenza; 1,74 mm di differenza dopo più sessioni) e hanno imparato rapidamente a eseguire tutte le attività di configurazione e pulizia. I partner e i partecipanti allo studio hanno riportato un'affidabilità molto elevata anche dopo un solo giorno di allenamento e hanno riportato livelli di confidenza vicini al massimo entro l'ultimo giorno di allenamento. Sia i partner dello studio che i partecipanti si sono dimostrati molto soddisfatti dell'esperienza complessiva e hanno espresso interesse per ulteriori studi sulla tES (Tabella 1). Pertanto, il nostro copricapo colma una lacuna traslazionale critica rendendo ME-tES disponibile al di fuori dell'ambiente d'ufficio. Si noti che queste conclusioni si basano sui passaggi sopra indicati, che sono fondamentali da seguire per gli utenti. Tuttavia, i team di studio potrebbero dover adattare l'approccio alla formazione per altre popolazioni.

Stiamo lavorando attivamente per superare diversi potenziali limiti. Ad esempio, gli attuali requisiti di risonanza magnetica (ad esempio, 1 mm3 voxel) potrebbero non essere disponibili per tutti i partecipanti. Fortunatamente, i nostri metodi sembrano robusti dato il successo iniziale utilizzando scansioni MRI di qualità clinica (sia T1 che FLAIR) per sviluppare il copricapo. Questa sfida può essere ulteriormente mitigata man mano che perfezioniamo i metodi di scansione 3D della testa che possono in ultima analisi rendere superflue le scansioni MRI. Abbiamo anche creato copricapi "generici" (ad esempio, 56 cm di circonferenza) che potrebbero fornire un'altra opzione rispetto alla misurazione manuale o ai cappucci in neoprene. Come nel caso di tali approcci esistenti, le acconciature possono impedire un posizionamento accurato del copricapo e, in tali casi, i team dovranno lavorare con i partecipanti per modificare le acconciature o modificare il montaggio. Come per tutti i dispositivi e gli interventi, il costo può essere una considerazione importante e incoraggiamo i potenziali utenti a considerare le loro esigenze in relazione ai punti di forza e ai limiti di tutti gli approcci disponibili.

La natura personalizzata e la flessibilità del copricapo fanno sì che i portaelettrodi possano essere facilmente modificati in molti modi. Ad esempio, disponiamo già di modelli per supportare i tradizionali tES pads. Allo stesso modo, diverse tecniche emergenti di neuromodulazione integrano la modellazione computazionale personalizzata per mirare a specifiche regioni del cervello. Il posizionamento condiviso degli elettrodi con tali approcci di modellazione significa che il nostro copricapo è ideale per supportare tecniche basate sulla precisione, come la stimolazione dell'interferenza temporale e gli ultrasuoni focalizzati transcranici, nonché la stimolazione magnetica transcranica personalizzata. Infine, abbiamo anche sviluppato modifiche che consentono l'elettroencefalogramma e la spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso in isolamento e con neuromodulazione concomitante. In sintesi, il nostro copricapo fornisce una piattaforma altamente flessibile che aumenta l'accesso e la sostenibilità, riducendo al minimo il carico dei partecipanti e del team di studio.

Dichiarazioni

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Il copricapo è attualmente brevettato come dispositivo per copricapo per riabilitazione neuropsicologica e neurologica. Domanda USA n.: 17/188,437 Inventore, brevetto n. 11865328, e include modifiche per gli altri approcci di neuromodulazione e neurofisiologia sopra menzionati. Il prodotto è concesso in licenza a Soterix Medical Inc. e l'autore principale (BMH), l'Università del Michigan e il Dipartimento degli affari dei veterani possono ricevere royalties dalle vendite. ARG, KM, JM e AD sono dipendenti di Soterix Medical Inc. Nessuna intelligenza artificiale è stata utilizzata in nessuna parte di questo lavoro. I potenziali conflitti sono stati mitigati assicurandosi che tutti i dati fossero raccolti dai membri del team di studio che non erano correlati al brevetto, alla licenza o a Soterix Medical Inc. Nessun membro di Soterix Medical, Inc. ha avuto alcun ruolo nella pianificazione dello studio o nell'acquisizione dei dati, né ha avuto accesso ai dati grezzi.

Ringraziamenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Il contenuto di questo manoscritto non rappresenta le opinioni del Dipartimento degli Affari dei Veterani o del Governo degli Stati Uniti. Viene inoltre riconosciuto il sostegno finanziario del National Institute on Aging tramite R35AG072262 e R01AG058724 [entrambi a BMH].

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Gel per elettrodiSignageln/a
CopricapoSoterix Medical Inc. https://soterixmedical.com/research/remote
TELECOMANDO MxN 10Soterix Medical Inc. https://soterixmedical.com/research/remote

Riferimenti

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