Name: 多電極経頭蓋電気刺激のためのパーソナライズされた3Dプリントヘッドギア (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-09T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: 学ぶ多電極経頭蓋電気刺激のためのパーソナライズされた3Dプリントヘッドギアの作成法。MRIベースの計算モデリングとリモート設定トレーニングにより、認知症スペクトラムにおける神経変調治療へのアクセスを拡大します。

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<ol><li>Antal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+intensity+transcranial+electric+stimulation%3A+Safety%2C+ethical%2C+legal+regulatory+and+application+guidelines%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines.</a> Clin Neurophysiol. 128 (9), 1774-1809 (2017).</li>
<li>Bikson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+of+transcranial+direct+current+stimulation%3A+Evidence+based+update+2016%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Safety of transcranial direct current stimulation: Evidence based update 2016.</a> Brain Stimul. 9 (5), 641-661 (2016).</li>
<li>El Jamal, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tolerability+and+blinding+of+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+among+older+adults+at+intensities+of+up+to+4+mA+per+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Tolerability and blinding of high-definition transcranial direct current stimulation among older adults at intensities of up to 4 mA per electrode.</a> Brain Stimulation. 16 (5), 1328-1335 (2023).</li>
<li>Lefaucheur, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence-based+guidelines+on+the+therapeutic+use+of+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS).</a> Clin Neurophysiol. 128 (1), 56-92 (2017).</li>
<li>Charvet, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remotely-supervised+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29+for+clinical+trials%3A+Guidelines+for+technology+and+protocols%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Syst+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Remotely-supervised transcranial direct current stimulation (tDCS) for clinical trials: Guidelines for technology and protocols.</a> Front Syst Neurosci. 9, 26(2015).</li>
<li>Charvet, L. E., Shaw, M. T., Bikson, M., Woods, A. J., Knotkova, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supervised+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29+at+home%3A+A+guide+for+clinical+research+and+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Supervised transcranial direct current stimulation (tDCS) at home: A guide for clinical research and practice.</a> Brain Stimul. 13 (3), 686-693 (2020).</li>
<li>Pilloni, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tolerability+and+feasibility+of+at-home+remotely+supervised+transcranial+direct+current+stimulation+%28RS-tDCS%29%3A+Single-center+evidence+from+6%2C779+sessions%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Tolerability and feasibility of at-home remotely supervised transcranial direct current stimulation (RS-tDCS): Single-center evidence from 6,779 sessions.</a> Brain Stimul. 15 (3), 707-716 (2022).</li>
<li>Brechet, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patient-tailored%2C+home-based+non-invasive+brain+stimulation+for+memory+deficits+in+dementia+due+to+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Patient-tailored, home-based non-invasive brain stimulation for memory deficits in dementia due to Alzheimer's disease.</a> Front Neurol. 12, 598135(2021).</li>
<li>Van De Winckel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Home-based+transcranial+direct+current+stimulation+plus+tracking+training+therapy+in+people+with+stroke%3A+An+open-label+feasibility+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuroeng+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Home-based transcranial direct current stimulation plus tracking training therapy in people with stroke: An open-label feasibility study.</a> J Neuroeng Rehabil. 15 (1), 83(2018).</li>
<li>Sharma, G., Chowdhury, S. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSharma%2C+G+%222019+IEEE+Conference+on+computational+intelligence+in+bioinformatics+and+computational+biology+%28CIBCB%29%22">2019 IEEE Conference on computational intelligence in bioinformatics and computational biology (CIBCB)</a>. , 1-5 (2019).</li>
<li>Borckardt, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pilot+study+of+the+tolerability+and+effects+of+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+%28HD-tDCS%29+on+pain+perception%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pain%22%5BJournal%5D)">A pilot study of the tolerability and effects of high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) on pain perception.</a> J Pain. 13 (2), 112-120 (2012).</li>
<li>Datta, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gyri-precise+head+model+of+transcranial+direct+current+stimulation%3A+Improved+spatial+focality+using+a+ring+electrode+versus+conventional+rectangular+pad%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Gyri-precise head model of transcranial direct current stimulation: Improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad.</a> Brain Stimul. 2 (4), 201-207 (2009).</li>
<li>Rogers, G., Joodaki, M., Hopf, A., Santarnecchi, E., Guzman, R., Muller, B., Osmani, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increasing+target+engagement+via+customized+electrode+positioning+for+personalized+transcranial+electrical+stimulation%3A+A+biophysical+modeling+study%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Increasing target engagement via customized electrode positioning for personalized transcranial electrical stimulation: A biophysical modeling study.</a> NeuroImage. 311, 121206(2025).</li>
<li>Kuo, H. -I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparing+cortical+plasticity+induced+by+conventional+and+high-definition+4%C3%97+1+ring+tDCS%3A+A+neurophysiological+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+stimul%22%5BJournal%5D)">Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4× 1 ring tDCS: A neurophysiological study.</a> Brain stimul. 6 (4), 644-648 (2013).</li>
<li>Reckow, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tolerability+and+blinding+of+4x1+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+%28HD-tDCS%29+at+two+and+three+milliamps%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Tolerability and blinding of 4x1 high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) at two and three milliamps.</a> Brain Stimul. 11 (5), 991-997 (2018).</li>
<li>Iglesias, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthsr%3A+A+public+ai+tool+to+turn+heterogeneous+clinical+brain+scans+into+high-resolution+T1-weighted+images+for+3D+morphometry%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Adv%22%5BJournal%5D)">Synthsr: A public ai tool to turn heterogeneous clinical brain scans into high-resolution T1-weighted images for 3D morphometry.</a> Sci Adv. 9 (5), eadd3607(2023).</li>
<li>Iglesias, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Joint+super-resolution+and+synthesis+of+1+mm+isotropic+MP-RAGE+volumes+from+clinical+MRI+exams+with+scans+of+different+orientation%2C+resolution+and+contrast%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Joint super-resolution and synthesis of 1 mm isotropic MP-RAGE volumes from clinical MRI exams with scans of different orientation, resolution and contrast.</a> Neuroimage. 237, 118206(2021).</li>
<li>Huang, Y., Datta, A., Bikson, M., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Realistic+volumetric-approach+to+simulate+transcranial+electric+stimulation-roast-a+fully+automated+open-source+pipeline%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Realistic volumetric-approach to simulate transcranial electric stimulation-roast-a fully automated open-source pipeline.</a> J Neural Eng. 16 (5), 056006(2019).</li>
<li>Hampstead, B. M., Ehmann, M., Rahman-Filipiak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliable+use+of+silver+chloride+HD-tDCS+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Reliable use of silver chloride HD-tDCS electrodes.</a> Brain Stimul. 13 (4), 1005-1007 (2020).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>電極ゲル</td><td>サイニャゲル</td><td>該当なし</td><td></td></tr><tr><td>ヘッドギア</td><td>ソテリックス・メディカル社およびnbsp;</td><td>https://soterixmedical.com/research/remote</td><td></td></tr><tr><td>MxN 10 リモート</td><td>ソテリックス・メディカル社およびnbsp;</td><td>https://soterixmedical.com/research/remote</td><td></td></tr></tbody></table>

多電極経頭蓋電気刺激のためのパーソナライズされた3dプリントヘッドギア

Personalized 3D-printed Headgear for Multi-electrode Transcranial Electrical Stimulation

多電極経頭蓋電気刺激のためのパーソナライズされた3Dプリントヘッドギア

We present an overview of a novel, patented, approach for creating personalized 3D-printed headgear that enables multi-electrode transcranial electrical ...

私たちのプログラムには主に二つの目標があります。一つ目は、認知症スペクトラム全体の人々に認知的・感情的障害を引き起こしている脳の変化を特定することです。第二の目標は、先ほど特定した治療対象として特定した変化を用いて、神経調節などの技術を用いて日常生活の機能を改善することで、直接的に構築しています。革新的なヘッドギアとトレーニングプロセスにより、リモートでの簡単で正確なマルチ電極セットアップが可能です。これによりアクセスが拡大しつつ、シミュレーションの精度を維持・さらに向上させます。まずは構造的なT1型MRIスキャンを取得してください。参加者のT1を安全なサーバーにアップロードし、セグメンテーションソフトウェアを使って脳組織をセグメント化し、計算モデリングのステップに向けたモデルの準備を行います。ROASTプログラムを立ち上げろ。参加者の頭を流れる電流の個別化された計算モデルを開発します。モデルを用いて、電流を目標脳領域に導く位置に電極を配置します。次に、希望する電極位置と参加者のT1をヘッドギア作成ソフトにアップロードします。ソフトウェアは自動的にクロスバーを設置し、電極ホルダーを接続して剛性のあるシェルを形成します。これにより、ユーザーは髪の位置を変えたり、解剖学的なランドマークを識別したりできます。3DモデルファイルをSTL形式で適切な3Dプリンターにアップロードしてください。印刷後は、必要に応じてサンドペーパーで粗い部分を滑らかに仕上げてください。頭具を被験者の頭に装着し、配置を誘導するためにオリエンテーションタブを使ってください。両側ヘッドギアの場合は、顎の下にフック&ループストラップで固定します。ヘッドギアのフィット感は、電極ホルダーと頭皮の間にわずかな隙間がないか確認してください。小さな隙間ができる箇所に注目し、ヘッドギアを外してこれらの隙間を補うソフトスペーサーを装着してください。他の電極ホルダーが頭皮に接触しているか再度確認してください。ヘッドギアの測定精度を検証するために、柔軟な巻尺を使って手で測定し、参加者の頭上の各電極の位置をマークします。ヘッドギアを参加者に装着します。次に、各電極ホルダーの位置をマークします。ヘッドギアを外してください。手で測定したマークとヘッドギアの電極ホルダーマークのミリ単位の差を測定してください。差のある距離と方向を記録してください。ヘッドギアが適切に装着されたら、電極ホルダーから抜けた髪をできるだけ外して肌を露出させます。次に、各電極ホルダーに導電性ゲルを充填し、それぞれの電極をホルダーに挿入して、電極とゲルの接触を確保します。電極を固定するためにホルダーにキャップを当てます。最初のセッションでは、ヘッドギアの構成要素を説明し、適切な配置や準備手順を学習パートナーに示します。ヘッドギアのフィット感に小さな隙間がないかチェックしてください。隙間がある場合は、電極ホルダーの底部に柔軟なスペーサーを取り付け、他の電極ホルダーを再確認してください。ホルダーの下から髪を動かす、ジェルを適切に充填する、電極の設置、対応するホルダーキャップの装着など、ベストプラクティスを示します。次に、ME-tESデバイスの動作を実演します:バッテリーの充電チェックと電極インピーダンスの評価です。そして、正しい回転、取り出し、洗濯と乾燥の方法を示します。次のセッションでは、学習パートナーに鼻角と耳のポイントをマークさせ、ヘッドギアを指すタブが参加者の頭に正しく配置されているか確認してください。その後、勉強パートナーにヘッドギアを置いてもらいます。学習パートナーの配置を有権者にマークし、その後ヘッドギアを外します。次に、参加者の頭にヘッドギアをかぶせ、有権者の位置をマークしてヘッドギアを外します。両方の配置の違いに注意し、修正的なフィードバックを提供してください。学習パートナーに、デバイスの起動、インピーダンスの評価、機器の清掃など、全てのセットアップを監督のもとで行ってもらいましょう。その後のセッションでは、標準化されたスキルベースのチェックリストを使い、セットアップの各ステップで学習パートナーを監視します。トレーニング最終日には、必要な用品が入ったキャリングケース、ケア・メンテナンスマニュアル、セッション終了時にME-tESデバイス入りのケースを2つ目渡してください。リモートでの自宅ME-tESセッションでは、学習パートナーに安全なビデオ通話にログインしてもらいます。すべてのセットアップ作業を彼らに行ってもらいましょう。次に、インピーダンスを報告してもらいます。合格したら、学習パートナーがME-tDCSユニットに入力するためのコードを提供してください。その後、ビデオ通話で必要なセッション活動を行います。セッション終了後は、学習パートナーがケアとメンテナンスのチェックリストに従い、刺激器のバッテリーを充電することを確認してください。ヘッドギアの電極位置は、最初の54人の参加者で平均8.6ミリメートルしか差がなく、研究チームが手測定した位置と比べて差が出ました。トレーニング初日、スタディパートナーはチームの配置に対して平均約3ミリメートルのずれでヘッドギアを装着し、最終日には名目上の1.74ミリメートルに改善しました。参加者や学習パートナーは最初のセッション後に高い自信を報告し、最終セッションではほぼ上限レベルにまでさらに上昇しました。当社の特許取得済みヘッドギアは、多電極神経調節を安全かつ正確に届ける真にパーソナライズされた方法を提供します。このヘッドギアは非常に使いやすく、家族や友人などの専門家でない人でも遠隔でマルチ電極刺激を行えます。

personalized-3d-printed-headgear-for-multi-electrode-transcranial

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

経頭蓋直流電流刺激（TDCは）皮質の興奮性を調節するために確立された技術です。...

経頭蓋直流電流刺激で電極の位置とモンタージュ

出典: Curado, M. et al., Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montage for Modulation of Human Motor Function.J. Vis. 経験。(2016年)このビデオは、人間の運動機能を調節するための経頭蓋直流刺激 (tDCS)...

ヒトの運動ニューロン活動を調節するための非侵襲的電気脳刺激

出典: Fehér, K. D. et al., Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Current Insulation (tACS).J. Vis. 経験。(2016年)このビデオでは、脳活動を記録しながらリズミカルな電気信号を脳に届けるための同時経頭蓋交流刺激 (tACS) と脳波検査 (EEG)...

人間の脳活動を記録するための同時経頭蓋交流刺激と脳波検査の確立

このビデオでは、マウスの脳に電極アセンブリを埋め込む技術を紹介しています。アセンブリには、海馬からの活動を記録するためのバイポーラ電極と、小脳からのベースライン活動を取得するための参照電極が含まれています。麻酔をかけたマウスを定位固定装置フレームに載せ、電極アセンブリを標的脳領域に移植します。その後、動物は電気生理学的記録を行う前に回復することが許されます。...

電気生理学的記録のためのマウス脳への電極アセンブリの埋め込み

頭蓋直流電流刺激（TDCは）は、いくつかの神経学的状態における初期の治療効果を示している非侵襲的脳刺激技術である。これらの治療効果の基礎となる主な機構は、皮質興奮性の調節である。したがって、皮質興奮性のオンライン監視は、ガイド刺激パラメータを助け、その治療効果を最適化するであろう。現在の記事では、リアルタイムで同時TDCはと脳波モニタリングを組み合わせた新たなデバイスの使用を確認します。...

経頭蓋直流刺激中同時脳波モニタリング

このプロジェクトの目標は、ほぼリアルタイムで脳深部刺激療法の影響をシミュレートし、脳の神経活動に影響を与えるこれらのデバイスに関して有意義なフィードバックを提供するインタラクティブな患者固有のモデリング...

対話型、患者固有のモデルを用いた脳深部刺激療法の神経繊維の管を対象と

経頭蓋直流刺激(tDCS)を投与する場合、再現性のある電極の準備と配置は、許容され、効果的なセッションのために不可欠です。この記事の目的は、tDCS および経頭蓋交流刺激 (tACS)...

経頭蓋直流刺激を含む信頼性、容易、および許容経頭蓋電気刺激のための更新された技術

本論文では、リアルタイムの脳波撮影を誘発する経頭蓋磁気刺激を用いて、ヒトの脳ネットワークを研究し、調節する。...

リアルタイム脳波による脳血管刺激による脳状態依存性脳刺激-経頭蓋磁気刺激

ここでは、高精細経頭蓋直流刺激と3Dデジタイザを組み合わせた刺激位置の決定において、より高い精度を達成するためのプロトコルである。...

高精細経頭蓋直流刺激を用いた3Dデジタイザーを用いた刺激位置決定

このプロトコルは、作業記憶におけるシータ周波数刺激を例として使用して、認知タスク中の神経振動に対する刺激効果を調べるために、HD-tACS と EEG...

経頭蓋交流刺激と脳波の組み合わせ

学ぶ多電極経頭蓋電気刺激のためのパーソナライズされた3Dプリントヘッドギアの作成法。MRIベースの計算モデリングとリモート設定トレーニングにより、認知症スペクトラムにおける神経変調治療へのアクセスを拡大します。

多電極経頭蓋電気刺激のためのパーソナライズされた3Dプリントヘッドギア

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