Methodenartikel

Magnetische resonantiebeeldvorming: geleide temporele interferentiestimulatie van de cerebellaire fastigiale kern bij beroertepatiënten voor balans

DOI:

10.3791/70982

⸱

15 mei 2026

 ,  ,  ,  ,  , 
1Rehabilitation Medicine Center and Institute of Rehabilitation Medicine, West China Hospital, Sichuan University, 2Key Laboratory of Rehabilitation Medicine in Sichuan Province, West China Hospital, Sichuan University, 3The Key Laboratory of Biomedical Information Engineering of Ministry of Education, Institute of Health and Rehabilitation Science, School of Life Science and Technology, Xi’an Jiaotong University

In dit artikel

Samenvatting

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

Dit protocol beschrijft een gestandaardiseerde, magnetische resonantiebeeldvorming, geleide temporele interferentiestimulatiemethode, ontworpen om selectief de cerebellaire fastigiale kern bij beroertepatiënten te targeten. Door anatomisch precieze en reproduceerbare diepe cerebellaire neuromodulatie mogelijk te maken, streeft deze methode ernaar de houdingscontrole en het herstel van balans te verbeteren.

Samenvatting

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

Motorische en evenwichtsstoornissen in de onderledematen zijn veelvoorkomende disfuncties na een beroerte. Hoewel niet-invasieve hersenstimulatie veelbelovend is als aanvulling op neurorevalidatie, blijft deze beperkt tot oppervlakkige corticale gebieden, in plaats van diepe hersendoelen zoals de cerebellaire fastigiale kern, die bijdraagt aan houdingscontrole en motorische coördinatie. Temporele interferentiestimulatie vormt een opkomende strategie voor niet-invasieve hersenstimulatie om diepe neurale structuren aan te pakken. Het levert twee hoogfrequente elektrische velden met iets verschillende draaggolffrequenties door de hoofdhuid. Computationele modellen en vroege experimentele studies suggereren dat temporele interferentiestimulatie bij voorkeur diepe doelen kan moduleren terwijl stimulatie van oppervlakkige weefsels wordt verminderd. In deze studie introduceren we een gestandaardiseerd, beeldgeleid protocol voor cerebellaire fastigiale nucleus temporale interferentiestimulatie bij beroertepatiënten. Het protocol combineert hoogresolutie structurele magnetische resonantiebeeldvorming, geïndividualiseerde modellering van elektrische velden en computationele optimalisatie om subjectspecifieke elektrodemontages te ontwerpen gericht op de cerebellaire fastigiale kern. Dit protocol biedt een reproduceerbaar kader voor het bestuderen van diepe cerebellaire neuromodulatie en kan toekomstige mechanistische en revalidatiestudies van post-stroke motorische en evenwichtsstoornissen ondersteunen.

Inleiding

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

Motorische en evenwichtsstoornissen in de onderledematen behoren tot de meest voorkomende disfuncties na een beroerte. Deze beperkingen blijven grote uitdagingen voor klinische revalidatie. Ondanks vooruitgang in conventionele revalidatiestrategieën is het herstel van houdingscontrole en gang vaak onvolledig. Niet-invasieve hersenstimulatie (NIBS) is daarom onderzocht als een veelbelovende benadering voor herstel na een beroerte. Klinische studies, waaronder gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken, suggereren dat technieken zoals repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) de Fugl-Meyer-scores van de onderbenen kunnen verbeteren en de weegschaal kunnen balanceren bij patiënten met chronische beroerte door neurale netwerken die betrokken zijn bij motorische controle 1,2,3 te moduleren.

Het cerebellum is centraal voor houdingscontrole en balans, waarbij de fastigiale kern (FN) dient als een cruciale diepe outputkern. De FN ontvangt sensorische input van het vestibulaire systeem en het ruggenmerg, wat de activiteit van de romp- en proximale ledemaatspieren reguleert via vestibulospinale en reticulospinale banen4. Via deze verbindingen draagt de FN bij aan de lichaamsstabiliteit tijdens zowel statische als dynamische toestanden zoals lopen. Preklinische bevindingen in diermodellen hebben aangetoond dat directe FN-stimulatie neurologisch herstel kan bevorderen, ischemisch hersenletsel kan verminderen en neuroplasticiteitkan ondersteunen 5,6,7,8. Deze bevindingen ondersteunen FN als biologisch relevant doelwit, maar ze tonen geen effectiviteit bij mensen aan. Deze aanpak is echter invasief en vereist een operatie bij mensen, met mogelijke risico's zoals bloedingen, infecties en complicaties gerelateerd aan hardware.

Traditionele NIBS-methoden, zoals transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) en rTMS, moduleren voornamelijk oppervlakkige corticale gebieden en bieden beperkte ruimtelijke selectiviteit voor diepe cerebellaire targes7. Temporele interferentie (TI) stimulatie is voorgesteld als een niet-invasief alternatief voor het moduleren van deze diepere structuren9. Geïntroduceerd door Grossman Group, past deze methode meerdere kilohertzstromen door de hoofdhuid toe om een amplitude-gemoduleerd elektrisch veld in de hersenente genereren 9,10. Cruciaal is dat deze modulatie niet beperkt is tot diepe gebieden, maar verspreid is over de hele kop, waarbij de grootte varieert afhankelijk van de elektrodeconfiguratie en individuele anatomie 9,11. Computationele studies en eerste menselijke studies suggereren dat de piekmodulatie effectiever naar diepere structuren kan worden verschoven dan conventionele transcraniële stimulatie10,12. Terwijl vroege muismodellen directe neuronale activatie in de hippocampus9 suggereerden. Latere studies hebben het potentieel van TI-stimulatie om de motorische functie van de mens te moduleren verder ondersteund 13,14,15. Het basisprincipe van deze techniek wordt geïllustreerd in Figuur 1. De precieze onderliggende mechanismen, de haalbare mate van selectiviteit en de definitieve klinische effectiviteit van temporele interferentiestimulatie blijven echter onderwerp van actief onderzoek. Menselijke studies hebben deze bevindingen steeds vaker uitgebreid naar klinische omgevingen. Specifiek heeft TI-stimulatie aangetoond dat ze het geheugen kunnen verbeteren door de hippocampus te richten bij gezonde ouderen en patiënten met cognitieve stoornissen10. Bij motorische disfunctie is ook gerapporteerd dat het het striatum moduleert en motorisch lerenen coördinatie verbetert. Hoewel deze bevindingen bemoedigend zijn, blijven de onderliggende mechanismen, de mate van selectiviteit en de langdurige klinische effectiviteit van TI-stimulatie onduidelijk.

Hoewel TI-stimulatie een modelleringsgerichte aanpak biedt voor diepe doelen, blijven er verschillende belangrijke uitdagingen bestaan voor menselijke toepassing. In dit protocol wordt individuele anatomische variabiliteit aangepakt door gebruik te maken van hoogresolutie structurele MRI om subject-specifieke hoofdmodellen te construeren. De plaatsing van elektroden wordt geoptimaliseerd door computationele veldmodellering om de targeting van de cerebellaire diepe kern te verbeteren en oppervlakkige blootstelling te beperken. Veiligheid wordt gewaarborgd door gestandaardiseerde beeldvormingsgebaseerde stimulatie, vooraf gedefinieerde stimulatieparameters en routinematige monitoring tijdens stimulatie. Deze benadering biedt dus een reproduceerbaar en geïndividualiseerd kader voor diepe cerebellaire neuromodulatie. Het is bedoeld als basis voor toekomstig mechanistisch onderzoek en gerichte revalidatie van post-stroke motorische en evenwichtsstoornissen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

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

Goedkeuring voor het studieprotocol werd verkregen van de Institutional Review Board (IRB) of de Ethische Commissie. Alle studieprocedures waarbij menselijke deelnemers betrokken waren, werden uitgevoerd in strikte naleving van de ethische principes zoals uiteengezet in de Verklaring van Helsinki.

1. Deelnemers screening

  1. Bekijk de medische geschiedenis van de deelnemer om contra-indicaties uit te sluiten, waaronder zwangerschap, epilepsie, geïmplanteerde metalen of elektronische apparaten (bijv. intracraniële metalen vreemde voorwerpen, pacemakers van het hart, cochleaire implantaten, enz.), intracraniële hypertensie, intracraniële tumoren of huidlaesies op de plaatsen van elektroden. Daarnaast worden deelnemers met ernstige hart-, lever- of nierziekte uitgesloten die de tolerantie voor de studie kunnen beperken; mensen met psychiatrische stoornissen zoals ernstige depressie of schizofrenie; en personen met schedelafwijkingen worden uitgesloten17, 18, 19.
  2. Beoordeel voorzorgsmaatregelen door voorafgaand aan de sessie een gestandaardiseerde niet-invasieve screeningsvragenlijst voor hersenstimulatie af te nemen, inclusief recent hoofdletsel of het gebruik van medicijnen die de neurale prikkelbaarheid kunnen beïnvloeden (bijv. anticonvulsiva)19.
  3. Verkrijg schriftelijke geïnformeerde toestemming van alle deelnemers na het verstrekken van uitgebreide informatie over de doelstellingen, procedures, potentiële risico's en voordelen, alternatieven en deelnemersrechten, inclusief het vrijwillige karakter van deelname en het recht om zich op elk moment zonder gevolgen terug te trekken.

2. MRI-gegevensverzameling en -verwerking voor doelgerichtheid

  1. Plaats de deelnemer in een rugligging binnen de MRI-scanner, waarbij hoofdstabilisatie wordt gegarandeerd met schuimrubberen pads om beweging te minimaliseren.
    VOORZICHTIG: MRI-risico. Zorg ervoor dat alle metalen voorwerpen van de deelnemer worden verwijderd voordat je de MRI-suite betreedt, om projectielgevaren te voorkomen. Screenen op claustrofobie en zorgen voor voldoende gehoorbescherming om scannergeluid te verminderen.
  2. Maak hoogresolutie T1-gewogen structurele beelden die het hele hoofd bedekken, inclusief de hoofdhuid. Het gezichtsveld moet minstens 10 mm uitstrekken voorbij de hoofdgrenzen in de sagittale, coronale en axiale vlakken20. De beeldresolutie moet worden ingesteld op 1 mm isotroop, met een signaal-ruisverhouding van minstens 20.
    OPMERKING: Een T1-gewogen MRI is verplicht voor alle deelnemers. Aanvullende T2-gewogen beeldvorming moet worden uitgevoerd wanneer T1-gewogen MRI onvoldoende is voor betrouwbare visualisatie van de interfaces van het achterste fossaweefsel, cerebrospinale vloeistofruimtes of grenzen van laesie/holte. Aanvullende CT mag alleen worden uitgevoerd wanneer MRI-gebaseerde schedelsegmentatie onvoldoende is voor nauwkeurige modelconstructie.
  3. Bereid de T1-gewogen MRI-gegevens voor door ervoor te zorgen dat de bestanden in het standaard NIfTI-formaat (.nii) zijn en de gegevens te importeren in een computationeel hersenmodulatieplatform via de aangewezen uploadinterface. We gebruikten het hersenmodulatieplatform (zoals beschreven in de Table of Materials) om geheel-hersenweefselmodellering uit te voeren en automatisch stimulatieprotocollen te bepalen op basis van MRI-beelden van de deelnemers.
  4. Individuele Hoofd- en Hersenmodelgeneratie
    1. Selecteer eerst de functie "Build Model" in het modelleermenu binnen het computationele platform. Gebruik de standaard preprocessingworkflow van de software om automatisch intensiteitsinhomogeniteit te corrigeren en ruimtelijke coördinatentransformaties uit te voeren op de MRI-data21.
    2. Ten tweede segmenteren we de T1-gewogen MRI-beelden van de deelnemers in zes verschillende weefseltypen (hoofdhuid, schedel, hersenvocht, witte stof, grijze stof en holte) met behulp van de standaard weefselprobabiliteitskaarten binnen de standaard neuroimaging-analysesoftware22.
    3. Bekijk de gesegmenteerde beelden visueel snee voor schijf om de nauwkeurigheid van de weefselgrensafbakeningen te verifiëren. Vervolgens wijd u de volgende geleidbaarheidswaarden toe aan elk respectievelijk weefseltype voor de eindige-elementenberekeningen: hoofdhuid (0,0002 S/m), schedel (0,0202 S/m), hersenvocht (2 S/m), witte stof (0,064 S/m), grijze stof (0,103 S/m) en holte (2,5e-14 S/m)23.
    4. Ten derde werd het 10-10 EEG-elektrodesysteem geregistreerd op de hoofdhuidmodellen. Ten vierde werd een tetraëdrisch eindig-elementen-mesh gegenereerd met iso2mesh24.
    5. Ten slotte werd de eindige-elementen-oplosser GetDP gebruikt om de elektrische veldintensiteit bij elke stimulatie-elektrode onder eenheidsintensiteit te berekenen, wat resulteerde in de voorgaande elektrische veldmatrix Leadfield25. Verwachte output: een deelnemer-specifiek 3D-hoofdmodel met gesegmenteerde weefsels, elektrodeposities en een eindige-elementen-mesh.
  5. Doelcoördinatendefinitie en ruimtelijke registratie
    1. Navigeer naar de coördinateninvoervelden binnen de targetingtoolinterface van het computationele platform. Typ handmatig de specifieke standaard MNI-ruimtecoördinaten voor de cerebellaire fastigiale kern (FN) in de respectievelijke X-, Y- en Z-tekstvakken in (bijv. invoer [2, -55, -29] voor de rechter FN en [-5, -55, -30] voor de linker FN).
    2. Voer de geautomatiseerde ruimtelijke registratiemodule van het platform uit. Dit algoritme registreert eerst het T1-gewogen MRI-beeld van de deelnemer in het standaard hoofdmodel van ICBM 152 Nonlinear Atlases (2009).
    3. Laat de software automatisch een inverse niet-lineaire ruimtelijke transformatie toepassen. Deze stap brengt de vooraf gedefinieerde MNI-doelcoördinaten terug naar de oorspronkelijke T1-ruimte van de deelnemer, waarbij gepersonaliseerde FN-doelcoördinaten succesvol worden gegenereerd binnen het geïndividualiseerde hersenmodel voor de daaropvolgende elektrische veldsimulaties.
  6. Elektrodemontage en stroomoptimalisatie
    1. Evalueer het uiteindelijke modelleringsresultaat dat door het optimalisatiealgoritme wordt gegenereerd. Accepteer het modelleerresultaat alleen als de software een geldige elektrodemontage teruggeeft, de voorspelde FN-envelopeamplitude het vooraf gedefinieerde modelleerreferentieniveau overschrijdt, en de hotspot visueel gecentreerd is op of direct naast het geïndividualiseerde FN-doel.
    2. Classificeer het resultaat als suboptimaal (en pas parameters aan om indien nodig opnieuw te berekenen) als de FN-intensiteit onder dit referentieniveau blijft, als de envelop ruimtelijk diffuus lijkt, of als de hotspot is verschoven naar oppervlakkige cerebellaire of occipitale gebieden26.
    3. Stel de TI-optimalisatieparameters in, inclusief de vooraf gedefinieerde FN-doelcoördinaten, stroombeperkingen en focaliteitsoptimalisatiemodus. Accepteer het optimalisatieresultaat alleen als de software een geldige montage teruggeeft met elektrodeposities, kanaalspecifieke stroomamplitudes en een gesimuleerde veldkaart die de maximale voorspelde envelopeintensiteit toont bij of nabij het FN-doel. In het huidige manuscript wordt een representatief voorbeeld van een standaardhoofdmodel getoond voor workflowillustratie (Figuur 2).
    4. Evalueer het uiteindelijke modelleringsresultaat dat door het optimalisatiealgoritme wordt gegenereerd. Accepteer het modelleerresultaat alleen als de software een geldige elektrodemontage teruggeeft, de voorspelde FN-envelopeamplitude het vooraf gedefinieerde modelleerreferentieniveau overschrijdt, en de hotspot visueel gecentreerd is op of direct naast het geïndividualiseerde FN-doel.
    5. Classificeer het resultaat als suboptimaal (en pas parameters aan om indien nodig opnieuw te berekenen) als de FN-intensiteit onder dit referentieniveau blijft, als de envelop ruimtelijk diffuus lijkt, of als de hotspot is verschoven naar oppervlakkige cerebellaire of occipitale gebieden.

3. Voorbereiding en plaatsing van elektrodekap

  1. Meet de hoofdomtrek van de deelnemer van de wenkbrauwrand tot de occipitale uitsteeksel met een flexibel meetlint.
  2. Installeer ronde rubberen elektroden in de 72-positie elektrodekap op locaties bepaald door de geïndividualiseerde elektrische veldmodelleringresultaten 27.
  3. Zet de deelnemer comfortabel rechtop met de juiste hoofdsteun om beweging tijdens stimulatie te minimaliseren.
  4. Plaats de elektrodekap volgens het internationale 10–20 EEG-systeem, zodat je nauwkeurig uitlijnt met de nasion–inion-lijn en bilaterale preauriculaire herkenningspunten. Stel de dopspanning aan om een stevige pasvorm te bereiken zonder overmatige compressie.28.
  5. Identificeer de beoogde elektrodeplaatsen via de lege elektrodehouders van de dop. Scheid het haar op elke specifieke plek met het houten uiteinde van een wattenstaafje om de onderliggende hoofdhuid volledig bloot te leggen. Breng een kleine hoeveelheid schurende pasta aan op de katoenen tip, steek deze door de lege houder en wrijf voorzichtig in een cirkelvormige beweging over de blootliggende huid om oppervlakkige dode huid te verwijderen en de impedantie te verminderen.
    VOORZICHTIG: Risico op de voorbereiding van de hoofdhuid. Breng een schurende pasta voorzichtig aan om overmatige huidafschrijving te voorkomen, wat het risico op pijn, huidbrandwonden of infecties tijdens stimulatie kan vergroten.
  6. Injecteer geleidende gel in elke elektrode totdat voldoende contact met de hoofdhuid is bereikt.
  7. Deelnemers worden gerandomiseerd naar actieve TI-stimulatie- of schijncontrolegroepen met behulp van blokrandomisatie. Dubbelblinding wordt toegepast: deelnemers ontvangen schijnstimulatie die het actieve protocol nabootst, en onderzoekers die beoordelingen uitvoeren worden geblindeerd voor groepstoewijzing.

4. Instelling en parameteraanpassing van het TI Stimulatiesysteem

  1. Sluit de elektrodekap aan op het TI-stimulatieapparaat, dat minimaal twee onafhankelijke stimulatiekanalen29 moet ondersteunen.
  2. Open de apparaatbedieningsinterface en ga naar het configuratiemenu voor stimulatieparameters. Typ handmatig de draaggolffrequenties in hun respectievelijke ingangsvelden: stel kanaal 1 in op 2,000 kHz en kanaal 2 op 2,005 kHz om een envelope-frequentie van 5 Hz te verkrijgen.
    1. Zoek de huidige amplitude-invoervelden binnen de interface. Gebruik de interface-bediening om de specifieke geoptimaliseerde stroomamplitudes voor Kanaal 1 en Kanaal 2 precies in te voeren zoals gegenereerd door het computationele platform.
    2. Controleer visueel het interfacescherm met het geëxporteerde optimalisatierapport om alle instellingen te verifiëren. Controleer of beide kanalen als "actief" verschijnen en dat alle invoerparameters correct zijn weergegeven op het hoofdbedieningspaneel voordat je verder gaat.
  3. Activeer impedantiemonitoring op het stimulatieapparaat en pas elektrodecontacten aan totdat alle kanaalimpedanties onder de 8 kΩ30 komen. Als de impedantie boven de 8 kΩ blijft, herhaal dan de hoofdhuidvoorbereiding en pas het contact met de elektrode aan voordat je verder gaat.
  4. Geef een korte pre-stimulatiefase om de tolerantie van de deelnemer te beoordelen.
    VOORZICHTIG: Risico op elektrische stimulatie. Begin altijd met stimulatie op een lage intensiteit en verhoog geleidelijk om plotselinge schok of stress te voorkomen.
  5. Indien nodig, pas de stroomamplitude proportioneel aan terwijl de relatieve balans tussen kanalen behouden blijft. Ga alleen door naar de formele sessie als de deelnemer geen ondraaglijk ongemak meldt. Als er matig of ernstig ongemak optreedt, verminder dan de stroom proportioneel tussen kanalen of stop met stimulatie. De stimulatie-instellingen voor de actieve en schijncondities zijn samengevat in Tabel 1.

5. Stimulatieprocedure

  1. Geef de deelnemer voor het starten van de stimulatie instructies om stil te blijven zitten en hoofd- en lichaamsbewegingen te minimaliseren. Na het bevestigen van alle stimulatieparameters, start je de formele stimulatiesessie door "Start" te selecteren op de apparaatinterface. Sinusvormige golfvormen worden via beide kanalen geleverd om temporele interferentie te genereren bij het cerebellaire FN.
  2. Monitor continu de elektrodeimpedanties via de interface van het apparaat om ervoor te zorgen dat ze binnen veilige operationele grenzen blijven. Voordat je de sessie begint, geef je de deelnemer de instructie om spontaan eventuele bijwerkingen of ongemakken, zoals onverwachte tintelingen of hoofdpijn, op elk moment tijdens de stimulatie te melden.
    VOORZICHTIG: Risico op elektrische stimulatie. Elektrische stimulatie brengt een risico met zich mee op brandwonden op de hoofdhuid of overmatige pijn.
  3. Onmiddellijk pauzeren of beëindigen van de stimulatie als de elektrodeimpedantie meer dan 8 kΩ bedraagt of als de deelnemer ernstige ongemakkenrapporteert van 31.
  4. Na afloop van de stimulatiesessie beëindig je de stimulatie door op "Stop" te selecteren, verwijder je voorzichtig de elektrodekap, reinig je de hoofdhuid met water en inspecteer je de huid op tekenen van irritatie.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

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

Voorbeeld van elektrische veldmodellering
Om te evalueren of de geïndividualiseerde, door MRI geleide workflow het studiedoel kon bereiken om temporele interferentiestimulatie naar de cerebellaire fastigiale kern (FN) te sturen, werden representatieve resultaten in een logische volgorde geanalyseerd van modelgeneratie tot veldlokalisatie. Hoogwaardige T1-gewogen MRI-gegevens werden succesvol gesegmenteerd in zes weefselcompartimenten, waardoor individuele elektrische ...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

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

Methodologisch overzicht en belangrijke implementatieoverwegingen
Deze studie presenteert een gestandaardiseerd protocol voor de niet-invasieve modulatie van de cerebellaire FN met behulp van geïndividualiseerde TI-stimulatie. Door het integreren van hoogresolutie structurele MRI, computationele elektrische veldmodellering en een multikanaals stimulatie-interface, maakt het voorgestelde protocol anatomisch geïnformeerde en precieze targeting van de FN mogelijk. Deze benadering creëert...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

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

De auteurs verklaren geen concurrerende belangen.

Dankbetuigingen

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

De auteurs hebben geen erkenningen.

Belangrijk Onderzoeks- en Ontwikkelingsondersteuningsprogramma van het Chengdu Science and Technology Bureau (2024-YF05-00988-SN)

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
72-kanaals elektrodenkapSuzhou NeuroDome Medical Technology Co., LtdSuzhou, China72-punts elektrodenkap voor hersenstimulatie
LeidbaarheidsgelNiet van toepassingNiet van toepassingGel voor het verbeteren van de elektrode-huidcontact
Flexibel meetlintNiet van toepassingNiet van toepassingGebaat om de hoofdomtrek te meten voor het passen van de elektrodenkap 
NervioWeb softwareplatformSuzhou NeuroDome Medical Technology Co., LtdSuzhou, ChinaOnline experimenteel platform voor hersenmodulatie
NervioX-1000 stimulatorSuzhou NeuroDome Medical Technology Co., LtdSuzhou, ChinaNiet-invasieve diepe hersenstimulatiesysteem
Nuprep huidvoorbereidingsgelWeaver and CompanyAurora, CO, USASchuurpasta voor huidreiniging om de geleidbaarheid te verbeteren

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Zeng, Y., Ye, Z., Zheng, W., Wang, J. Efficacy of cerebellar transcranial magnetic stimulation for post-stroke balance and limb motor function impairments: meta-analyses of random controlled trials and resting-state fMRI studies. The Cerebellum. 23 (4), 1678-1696 (2024).
  2. Feng, L., Xiang, L., Fang, L., Li-Ping, O., Xiao, B. High-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation for stroke patients lower extremity function: primary motor cortex versus cerebellar stimulation. A randomized controlled trial. European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 61 (6), 798(2025).
  3. Koch, G., et al. Effect of cerebellar stimulation on gait and balance recovery in patients with hemiparetic stroke: a randomized clinical trial. JAMA neurology. 76 (2), 170-178 (2019).
  4. Blumenfeld, H. Neuroanatomy through clinical cases. , Sinauer Associates. Sunderland (MA). (2002).
  5. Reis, D. J., Berger, S. B., Underwood, M. D., Khayata, M. Electrical stimulation of cerebellar fastigial nucleus reduces ischemic infarction elicited by middle cerebral artery occlusion in rat. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 11 (5), 810-818 (1991).
  6. Wang, J., Dong, W. W., Zhang, W. H., Zheng, J., Wang, X. Electrical stimulation of cerebellar fastigial nucleus: mechanism of neuroprotection and prospects for clinical application against cerebral ischemia. CNS neuroscience & therapeutics. 20 (8), 710-716 (2014).
  7. Udupa, K., Chen, R. The mechanisms of action of deep brain stimulation and ideas for the future development. Progress in neurobiology. 133, 27-49 (2015).
  8. Boyden, E. S., Katoh, A., Raymond, J. L. Cerebellum-dependent learning: the role of multiple plasticity mechanisms. Annu. Rev. Neurosci. 27 (1), 581-609 (2004).
  9. Grossman, N., et al. Noninvasive deep brain stimulation via temporally interfering electric fields. Cell. 169 (6), 1029-1041.e16 (2017).
  10. Mirzakhalili, E., Barra, B., Capogrosso, M., Lempka, S. F. Biophysics of temporal interference stimulation. Cell Systems. 11 (6), 557-572.e5 (2020).
  11. Lee, S., Lee, C., Park, J., Im, C. H. Individually customized transcranial temporal interference stimulation for focused modulation of deep brain structures: a simulation study with different head models. Scientific reports. 10 (1), 11730(2020).
  12. Rampersad, S., et al. Prospects for transcranial temporal interference stimulation in humans: a computational study. NeuroImage. 202, 116124(2019).
  13. Violante, I. R., et al. Non-invasive temporal interference electrical stimulation of the human hippocampus. Nature neuroscience. 26 (11), 1994-2004 (2023).
  14. Lozano, A. M., et al. Deep brain stimulation: current challenges and future directions. Nature Reviews Neurology. 15 (3), 148-160 (2019).
  15. Zheng, S., et al. Repetitive temporal interference stimulation improves jump performance but not the postural stability in young healthy males: a randomized controlled trial. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 21 (1), 38(2024).
  16. D'Angelo, E. Physiology of the cerebellum. Handbook of clinical neurology. 154, 85-108 (2018).
  17. Missey, F., et al. Non-invasive temporal interference stimulation of the hippocampus suppresses epileptic biomarkers in patients with epilepsy: Biophysical differences between kilohertz and amplitude modulated stimulation. Brain Stimulation. , (2025).
  18. Zhou, H., et al. Transcranial temporal interference stimulation for treating bipolar disorder with depressive episodes: a feasibility Study. Molecular Psychiatry. , 1-8 (2025).
  19. Wang, S., et al. Individualized transcranial temporal interference stimulation (tTIS) for cognitive impairments and negative symptoms in patients with schizophrenia: a study protocol for a randomized controlled trial. BMC psychiatry. 25 (1), 714(2025).
  20. Zhao, H., Zhao, B., He, J., Liu, M. Distinctive roles of left and right entorhinal cortex in path integration via a non-invasive stimulation study. Nature Communications. 16 (1), 10214(2025).
  21. Yatsuda, K., Fernández-Corazza, M., Yu, W., Gomez-Tames, J. Population-optimized electrode montage approximates individualized optimization in transcranial temporal interference stimulation. Computers in Biology and Medicine. 192, 110223(2025).
  22. Penny, W. D., Friston, K. J., Ashburner, J. T., Kiebel, S. J., Nichols, T. E. Statistical parametric mapping: the analysis of functional brain images. , Elsevier. (2011).
  23. Gabriel, C. Compilation of the dielectric properties of body tissues at RF and microwave frequencies. , (1996).
  24. Fang, Q., Boas, D. A. Tetrahedral mesh generation from volumetric binary and gray-scale images. IEEE International Symposium on Biomedical Imaging: From Nano to Macro, 2009. ISBI '09, , 1142-1145 (2009).
  25. Amunts, K., Mohlberg, H., Bludau, S., Zilles, K. Julich-Brain: A 3D probabilistic atlas of the human brain’s cytoarchitecture. Science. 369 (6506), 988-992 (2020).
  26. Geng, C., et al. Optimized Temporal Interference Stimulation Based on Convex Optimization: A Computational Study. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 33, 1400-1410 (2025).
  27. Brahma, T., Guillen, A., Moreno, J., Datta, A., Huang, Y. On the need of individually optimizing temporal interference stimulation of human brains due to inter-individual variability. Brain stimulation. 18 (5), 1373-1388 (2025).
  28. Chen, X., et al. Reinforcement Learning-Based Focality Optimization for Multi-Electrode Temporal Interference Stimulation. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. , (2025).
  29. Mansourinezhad, P., et al. Systematic review of experimental studies in humans on transcranial temporal interference stimulation. Journal of Neural Engineering. 22 (5), 051001(2025).
  30. Demchenko, I., et al. Human Applications of Transcranial Temporal Interference Stimulation: A Systematic Review. Brain Stimul. 18 (6), 2054-2066 (2025).
  31. Xu, S., et al. Precision at Deep Brain: Noninvasive Temporal Interference Stimulation. ACS nano. 19 (46), 39589-39614 (2025).
  32. Yatsuda, K., Fukunaga, M., Yu, W., Gomez-Tames, J. Impact of brain anisotropy on transcranial temporal interference stimulation: numerical analysis toward reliable montage optimization. Biomedical Engineering Letters. , 1-12 (2026).
  33. Inoue, T., Otsuru, N., Hirata, A. Group-level and personalized optimization for the insula and hippocampus focal electric field in transcranial temporal interferential stimulation: A computational study. Computers in Biology and Medicine. 200, 111374(2026).
  34. Woods, A. J., et al. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical neurophysiology. 127 (2), 1031-1048 (2016).
  35. Thair, H., Holloway, A., Newport, R., Smith, A. Transcranial direct current stimulation (tDCS): a beginner’s guide for design and implementation. Front Neurosci. 11, 641(2017).
  36. Cassarà, A. M., et al. Recommendations for the safe application of temporal interference stimulation in the human brain part II: Biophysics, dosimetry, and safety recommendations. Bioelectromagnetics. 46 (1), e22536(2025).
  37. Cassarà, A. M., et al. Recommendations for the safe application of Temporal interference stimulation in the human brain part I: principles of electrical neuromodulation and adverse effects. Bioelectromagnetics. 46 (2), e22542(2025).
  38. Antal, A., et al. Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines. Clinical neurophysiology. 128 (9), 1774-1809 (2017).
  39. Rezaee, Z., Dutta, A. Cerebellar lobules optimal stimulation (CLOS): a computational pipeline to optimize cerebellar lobule-specific electric field distribution. Frontiers in Neuroscience. 13, 266(2019).
  40. Esmaeilpour, Z., Kronberg, G., Reato, D., Parra, L. C., Bikson, M. Temporal interference stimulation targets deep brain regions by modulating neural oscillations. Brain Stimulation. 14 (1), 55-65 (2021).
  41. Missey, F., et al. Temporal Interference Stimulation Can Enhance or Disrupt Human Memory Encoding as a Function of Brain Location and Frequency. bioRxiv. , (2025).
  42. Wessel, M. J., et al. Noninvasive theta-burst stimulation of the human striatum enhances striatal activity and motor skill learning. Nature neuroscience. 26 (11), 2005-2016 (2023).
  43. Liu, R., et al. Temporal interference stimulation targets deep primate brain. Neuroimage. 291, 120581(2024).
  44. Vissani, M., Isaias, I. U., Mazzoni, A. Deep brain stimulation: a review of the open neural engineering challenges. Journal of Neural Engineering. 17 (5), 051002(2020).
  45. Peng, J., et al. Advances in the application of temporal interference stimulation: a scoping review. Frontiers in Human Neuroscience. 19, 1536906(2025).
  46. Botzanowski, B., et al. Focal control of non-invasive deep brain stimulation using multipolar temporal interference. Bioelectronic medicine. 11 (1), 7(2025).
  47. Wang, H. E., et al. Virtual brain twins for stimulation in epilepsy. Nature computational science. 5 (9), 754-768 (2025).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Temporal Interference StimulationCerebellar Fastigial NucleusMagnetic Resonance ImagingStroke RehabilitationDeep Brain StimulationBalance ImpairmentMotor CoordinationElectric Field ModellingElectrode MontageNeurorehabilitation

Gerelateerde artikelen