Method Article

Niet-invasieve tijdelijke interferentie elektrische stimulatie voor revalidatie van het ruggenmerg

DOI:

10.3791/68574

⸱

October 31st, 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Key Laboratory of Biomedical Engineering of Ministry of Education, Qiushi Academy for Advanced Studies, Zhejiang University, 2Department of Biomedical Engineering, Zhejiang University, 3College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, 4Department of Computer Science and Technology, Zhejiang University, 5State Key Laboratory of Brain-Machine Intelligence, Zhejiang University, 6The MOE Frontier Science Center for Brain Science & Brain-machine Integration, Zhejiang University, 7Center of Excellence in Biomedical Research on Advanced Integrated-on-Chips Neurotechnologies (CenBRAIN Neurotech), School of Engineering, Westlake University, 8Center for Rehabilitation Medicine, Rehabilitation & Sports Medicine Research Institute of Zhejiang Province, Department of Rehabilitation Medicine, Zhejiang Provincial People's Hospital (Affiliated People's Hospital, Hangzhou Medical College), 9School of Rehabilitation, Hangzhou Medical College, 10Westlake Institute for Optoelectronics, Westlake University

In This Article

Summary

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

Deze studie stelt een TI-stimulatieprotocol voor ruggenmergletsel voor dat de plaatsing van elektroden voor specifieke regio's optimaliseert en deze geoptimaliseerde strategie efficiënt implementeert in klinische toepassing.

Abstract

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

Ruggenmergletsel (SCI) kan leiden tot permanent verlies van motorische, sensorische en autonome functies, wat een aanzienlijke klinische uitdaging vormt voor revalidatie. Naast conventionele revalidatiebenaderingen wordt epidurale ruggenmergstimulatie (eSCI) vaak gebruikt om het herstel te bevorderen. Het invasieve karakter van eSCI beperkt echter de acceptatie door patiënten en de wijdverbreide toepassing. Vergeleken met traditionele stimulatie van het ruggenmerg, biedt stimulatie van tijdelijke interferentie (TI) een niet-invasieve benadering om diepe ruggenmerggebieden te stimuleren, waardoor het een veelbelovende techniek is voor de behandeling van dwarslaesie. Een kritische factor bij het bereiken van effectieve TI-stimulatie voor SCI-revalidatie is de nauwkeurige plaatsing van twee elektrodeparen op het huidoppervlak om een envelop met een hoog elektrisch veld te genereren binnen het beoogde ruggenmerggebied. We stellen een uniek protocol voor dat gebruikmaakt van elektrische veldsimulaties en parameteroptimalisatie om de optimale plaatsing van de elektroden voor specifieke SCI-regio's te bepalen. Bovendien biedt dit protocol een systematische beschrijving van hoe de geoptimaliseerde elektrodeplaatsingsstrategie efficiënt kan worden geïmplementeerd bij klinische TI-stimulatie.

Introduction

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

Ruggenmergletsel (SCI) is een slopende aandoening van het centrale zenuwstelsel die kan leiden tot het permanente verlies van motorische, sensorische en autonome functies onder het niveau van letsel 1,2. Bijgevolg is de behandeling en revalidatie van dwarslaesiepatiënten een centraal punt geworden in zowel wetenschappelijk onderzoek als de klinische praktijk. Traditionele behandelingsbenaderingen, waaronder farmacologische en fysische therapieën, hebben bepaalde beperkingen bij het bevorderen van functioneel herstel 3,4,5,6.....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

Bij dit onderzoek zijn mensen betrokken en het onderzoek werd uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Ethische goedkeuring werd verkregen van de Institutional Review Board van de Universiteit van Zhejiang. Voorafgaand aan hun opname werd schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen van alle deelnemers, zodat ze volledig op de hoogte waren van het doel van het onderzoek, de procedures, de mogelijke risico's en hun recht om zich op elk moment zonder boete terug te trekken. De reagentia en de apparatuur die in dit onderzoek zijn gebruikt, staan vermeld in de materiaaltabel.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Door TI-simulaties foutloos uit te voeren, kan de gemiddelde elektrische veldintensiteit in het doelgebied van het ruggenmerg, gestimuleerd door de huidige groep elektrodeparen, worden verkregen. Als we Groep 10 nemen die het C5-doelgebied stimuleert als voorbeeld (Figuur 9), is het "Volume Weighted Average" dat in de interface wordt weergegeven 0.50 V/m. Door te klikken op "Max Modulation - Mask Filter - Viewers - Surface Viewer

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

Kritieke stappen

Simulatiecondities instellen
Wanneer elektroden op het huidoppervlak van het menselijke model worden geplaatst, worden de cilindrische elektroden gedeeltelijk in de huid ingebed om ervoor te zorgen dat er geen luchtspleet is tussen de elektroden en de huid. Anders kan de stroom niet door de lucht en in het menselijk lichaam komen. De afstand van de elektrode tot de oorsprong (d1, d2) .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Alle auteurs verklaren geen belangenconflicten met betrekking tot dit artikel.

Acknowledgements

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

Onderzoek ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (52407261), het "Pioneer" and "Leading Goose" R&D-programma van Zhejiang (2025C01137), Key Research and Development Plan van de provincie Zhejiang (2024C03040), Research Special Fund Project van Zhejiang Association of Rehabilitation Medicine (ZKKY2024008), en Sim4Life door ZMT, www.zmt.swiss.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3T MRI or CT system Siemens HealthineersMAGNETOM Skyra (MRI) / SOMATOM X.cite (CT)
Adhesive Tape3MDurapore 1538-1
Alcohol WipesPDI HealthcareS41125
BatteryNeurodomeAccessory of NervioX-1000
Computer Dell TechnologiesPrecision 366016 GB RAM, multi-core processor
Electrically conductive gelSoterix HD-1AGE-12
Electrodes adapterNeurodomeAccessory of NervioX-1000
Electromagnetic simulation softwareZMT Zurich MedTech AGSim4Life v8.0
Human simulation models IT’IS FoundationVirtual Population 3.0Duke (Static) 3.0, Ella (Static) 3.0
Isopropyl AlcoholMedline IndustriesMDS098003Z
Measuring tapeStanley Tools33-725
Paper TowelKimberly-ClarkKimwipes 34155
Syringe or ApplicatorBD305857
TI stimulatorNeurodomeNervioX-1000Temporal Interference Stimulation Device
Two pairs of Ag/AgCl electrodes and cablesShanhai Medical LtdSHTIS
Washable MarkerCrayola58-7726

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hu, X., et al. Spinal cord injury: Molecular mechanisms and therapeutic interventions. Signal Transduct Target Ther. 8 (1), 245(2023).
  2. Lu, Y., et al. Global incidence and characteristics of spinal cord....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Temporal Interference StimulationSpinal Cord RehabilitationSpinal Cord InjuryNoninvasive StimulationEpidural StimulationElectrode PlacementElectric Field SimulationParameter OptimizationMotor Function RecoveryDeep Spinal Stimulation
Video Coming Soon

Related Articles