Name: Bepaling van de stimulatie locatie met behulp van een 3D-digitizer met high-definition Transcraniële directe stroom stimulatie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-12-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 20 s
Description: Leer hoe u een 3D-digitizer combineert met high-definition transcraniële directe stroomstimulatie voor nauwkeurige lokalisatie van hersenstimulatie. Deze methode verbetert de reproduceerbaarheid van elektrodeplaatsing.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Deze studie werd gesteund door de National Natural Science Foundation of China (31972906), het ondernemerschap en innovatieprogramma voor Chongqing Overseas geretourneerde geleerden (cx2017049), fundamentele onderzoeksfondsen voor centrale universiteiten (SWU1809003), open Onderzoeksfonds van het sleutel laboratorium voor geestelijke gezondheid, Instituut voor psychologie, Chinese Academie van Wetenschappen (KLMH2019K05), onderzoek innovatieprojecten van Graduate student in Chongqing (CYS19117), en het onderzoeksprogramma fondsen van de collaboratieve innovatie Centrum van de beoordeling naar basisonderwijs kwaliteit aan Beijing Normal University (2016-06-014-BZK01, SCSM-2016A2-15003, en JCXQ-C-LA-1). We willen Prof. Ofir Turel graag bedanken voor zijn suggesties over het vroege ontwerp van dit manuscript.

Het protocol voldoet aan de richtlijnen van de institutioneel beoordelings Raad van de Southwest University.
1. bepaling van de locatie van de stimulatie
<ol><li>Bekijk de literatuur en bevestig de stimulatie locatie (hier, de rtpj)19,20,21.</li>
</ol>2. bereiding van de dop van de Elektrodehouder
Opmerking: de volgende stappen worden weergegeven in afbeelding 1.
<ol><li>Zorg ervoor dat alle benodigde materialen beschikbaar zijn: de 3D digitizer (Figuur 2), standaard meetlint, een markeerstift, het hoofdformulier en een badmuts.</li>
	<li>Zet het GLB op het hoofdformulier en markeer de punten op het GLB.<ol>
<li>Lokaliseer het hoekpunt (CZ). Om dit te doen, markeert u eerst het middelpunt van de afstand tussen de neus en INION met behulp van een skin marker13,14,22. Meet vervolgens de afstand tussen de Pre-auriculaire punten en markeer het middelpunt. Het punt waarop beide punten elkaar kruisen is de CZ.</li>
		<li>Controleer de locatie van de middelste elektrode en de retour elektroden. Hier werd de stimulatie toegepast op rTPJ. De rtpj komt ruwweg overeen met het middelpunt tussen CP6 en P6 in het 10-10 EEG systeem19,20,21.</li>
		<li>Vind CP6 en P622,23,24,25. Volgens de proportionele vereisten van het 10-10-systeem, zoek de geschatte locatie van de rTPJ op de hoofdhuid en markeer deze op de dop.</li>
		<li>Pas de straal van de vier retour elektroden aan op basis van de doelstellingen11,14,26. Markeer na deze beslissing de middelste elektrode en plaats de elektrode locaties terug op de dop.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. meting van 3D-digitizers
<ol><li>Scan met de metalen scanner om ervoor te zorgen dat de omgeving voor 3D digitizer Metaalvrij is.</li>
	<li>Plaatsing van de dop op het hoofd van het onderwerp<ol>
<li>Zorg ervoor dat de referenties (CZ, FPZ, Oz, linker preauricular punt, en rechter preauricular punt) op de dop uitlijnen met het internationale 10-10-systeem voor de hoofdhuid locatie22. Lokaliseer bijvoorbeeld het hoekpunt (CZ) op de hoofdhuid en plaats de dop op het hoofd van het onderwerp, waarbij de CZ van de dop op de proefpersonen wordt uitgelijnd.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Het inrichten van de 3D digitizer apparatuur<ol>
<li>Sluit de 3D-digitizer aan op de computer met behulp van de USB-interface (Universal Serial Bus) en zorg ervoor dat de digitizersoftware beschikbaar en klaar is27.</li>
		<li>Zet de bron voor het onderwerp en bevestig het elastische touw van de sensor rond het hoofd. Belangrijk, zorg ervoor dat noch de bron noch de sensor beweegt tijdens het meten van de 3D-digitizer. Opmerking: de bron is een magnetische transmitter die een elektromagnetisch dipool veld uitzendt. De sensor is een ontvanger die het veld detecteert.</li>
		<li>Open de digitizersoftware op de computer en zorg ervoor dat het 3D digitizer-systeem communiceert met de software.</li>
		<li>Test de nauwkeurigheid van de stylus. Zoek een lengte van 10 cm op de liniaal en noteer de nul afstuderen en tien afstuderen, respectievelijk, met behulp van de stylus. Opmerking: de meet afstand tussen de twee opname punten van de 3D-digitizer moet worden vastgelegd. Vergelijk de fout met het lezen van de 3D-tracker.</li>
		<li>Selecteer het pictogram Nieuw en maak een nieuw onderwerpbestand. Selecteer het vak sessies en vervolgens referentie. Opmerking: met de 3D digitizer Stylus worden de referentiepositie gegevens (CZ, INION, nasion, linker oor, rechter oor) van het onderwerp verzameld volgens de aanwijzingen van de software.</li>
		<li>Gebruik de opties zender, detector en kanaal om tegemoet te komen aan de eis van de fnirs-experimenten. Verzamel de positiegegevens van de middelste elektrode en vier retour elektroden 3x voor de zender, detector en het kanaal, om de fout te verminderen. Zorg ervoor dat vijf elektroden zijn genummerd en lokaliseren op zijn beurt.</li>
		<li>Sla de drie gegenereerde bestanden op.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. data conversie en ruimtelijke registratie
<ol><li>Selecteer de drie bestanden in de NIRS-SPM om de echte coördinaten registratie in MNI Space28te bereiken. Affine transformeren de referentiepunten en vijf elektrode punten in deelnemers tot de corresponderende punten in elke vermelding volgens de MRI-database in MNI-ruimte.</li>
	<li>Registreer de gegevens in de anatomische automatische labels en Brodmann gebieden en registreer de ruimtelijke informatie van de vijf elektrode punten aan beide.</li>
	<li>Vergelijk de coördinaten van stimulatie in eerder onderzoek met de verkregen coördinaten20,29.</li>
	<li>Maak een kleine snede uitgelijnd op de vijf punten gemarkeerd op de dop, zodat de kunststof behuizing is ingebed in de dop.</li>
</ol>5. stimulatie
<ol><li>Zorg ervoor dat de deelnemer geen contra-indicaties heeft (d.w.z. een voorgeschiedenis van neurologische of psychiatrische stoornissen) voor de zvh-tdcs1,en dat zij voorafgaand aan de studie schriftelijke geïnformeerde toestemming hebben gegeven (inclusief stimulatie van de zvh-tdcs).</li>
	<li>Voor de installatie van het apparaat moet u ervoor zorgen dat alle benodigde materialen beschikbaar zijn (Figuur 3). Installeer het apparaat zoals beschreven in de gepubliceerde literatuur14. Hieronder vindt u een korte beschrijving.<ol>
<li>Installeer de batterijen en controleer of ze zijn opgeladen.</li>
		<li>Sluit de conventionele tDCS en 4x1 stimulatie adapter aan.</li>
		<li>Sluit de kabels van vijf AG/AgCI gesinterde ring elektroden aan op de bijpassende ontvangers op de 4x1 adapter uitgang kabel.</li>
		<li>Controleer of alle materialen correct zijn aangesloten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Meet het hoofd van de deelnemer en plaats de dop op het hoofd.<ol>
<li>Sluit de vijf plastic HD-omhulsels in de badmuts.</li>
		<li>Lokaliseer de CZ, FPZ en oz van het onderwerp13,14. Pas de referentie op de dop aan in overeenstemming met het internationale 10-10-systeem voorhoofd huid locaties22. Als het GLB eenmaal in positie is, zorg er dan voor dat het niet beweegt.</li>
		<li>Verzamel de positiegegevens van de gestimuleerde hersengebieden met behulp van de 3D digitizer. Breng de bijbehorende aanpassingen aan op basis van de gegenereerde gegevens.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bedek het oppervlak van de hoofdhuid met elektrisch geleidende gel. Eerst de haren voorzichtig scheiden door de opening van de plastic behuizing met behulp van het uiteinde van een plastic spuit, totdat de hoofdhuid wordt blootgesteld. Bedek vervolgens de blootgestelde hoofdhuid met de elektrisch geleidende gel door de kunststof behuizing die op het oppervlak van de hoofdhuid wordt geopend.</li>
	<li>Stel de parameters van het tDCS-apparaat in: kwaliteitswaarde, stimulus duur, intensiteit en conditie instelling.<ol>
<li>Schakel de 4x1 multichannel stimulatie adapter in.</li>
		<li>Zorg ervoor dat de standaardinstelling is Scan, die toont de impedantie van één elektrode tegelijk in het scherm venster door het scannen van deelektroden 14,30,31. Hier wordt de impedantie beschreven als "kwaliteitswaarde". Waarden onder 1,5 geven voldoende kwaliteit aan14,30,31. In dit geval waren de waarden lager dan 1. Opmerking: als de impedantie waarde deze vereiste limieten overschrijdt, open dan de dop van de kunststof behuizing met hoge impedantie en stel het haar en de elektrode in om de gewenste impedantie waarde te verkrijgen.</li>
		<li>Druk op de knop "Mode Select" en schakel van "Scan" naar "Pass", nadat de impedantie waarden aanvaardbaar zijn.</li>
		<li>Selecteer het midden-anode of centrum-kathode door op de knop "polariteit" te drukken. "Centrale ANODE" is de standaardinstelling.</li>
		<li>Pas de instellingen op het conventionele tDCS-apparaat aan, inclusief stimulus duur (min), intensiteit (mA) en Sham-conditie instelling. In dit geval was anodale actieve stimulatie 1,5 mA, en de stimulus duurde 20 min. Druk vervolgens op de "Relax" hendel om over te schakelen naar de volledige stroom.</li>
		<li>Zodra alles is ingesteld, initieert u de stimulatie. Druk op de knop "Start" en de DC-intensiteit gaat omhoog totdat de doel stroom is bereikt. De timer geeft vervolgens de resterende tijd weer. Opmerking: sommige deelnemers kunnen zich ongemakkelijk voelen tijdens perioden van verhoogde DC-intensiteit. In dergelijke gevallen kan de stroming lichtjes gedurende enkele seconden enigszins afnemen door de "Relax" hendel naar beneden te trekken. Duw de Dolly Bar dan geleidelijk naar de volledige stroom, wanneer deelnemers zich weer comfortabel voelen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. na stimulatie
<ol><li>Wanneer de stimulatie voorbij is, draait u de hendel langzaam om de stroom aan te passen tot nul voordat u de stroom uitschakelt. Anders kunnen deelnemers een gevoel van stekende sensatie of duizeligheid waarnemen bij het direct uitschakelen van het vermogen.</li>
	<li>Na de stimulatie, open de plastic dop en verwijder de AG/AgCI gesinterde ring elektroden uit de behuizing.</li>
	<li>Verwijder de badmuts en reinig de materialen. Voorzie de deelnemers van tools om hun haar schoon te maken.</li>
	<li>Vraag de deelnemers om een vragenlijst in te vullen na elke stimulatie sessie, indien nodig (bijv. om nadelige effecten van screening te meten na de ZVH-tDCS, de tolerantie van de deelnemer aan de hersenstimulatie, enz .).</li>
</ol>

<ol><li>Nitsche, M. A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitability+changes+induced+in+the+human+motor+cortex+by+weak+transcranial+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation.</a> Journal of Physiology. 527, 633-639 (2000).</li>
<li>Sellaro, R., Nitsche, M. A., Colzato, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+stimulated+social+brain%3A+effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+on+social+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+New+York+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">The stimulated social brain: effects of transcranial direct current stimulation on social cognition.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1369 (1), 218-239 (2016).</li>
<li>Chen, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex-based+differences+in+right+dorsolateral+prefrontal+cortex+roles+in+fairness+norm+compliance%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Sex-based differences in right dorsolateral prefrontal cortex roles in fairness norm compliance.</a> Behavioural Brain Research. 361, 104-112 (2019).</li>
<li>Sánchez-Kuhn, A., Pérez-Fernández, C., Cánovas, R., Flores, P., Sánchez-Santed, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+direct+current+stimulation+as+a+motor+neurorehabilitation+tool%3A+an+empirical+review%5BTitle%5D)+AND+%22BioMedical+Engineering+Online%22%5BJournal%5D)">Transcranial direct current stimulation as a motor neurorehabilitation tool: an empirical review.</a> BioMedical Engineering Online. 16 (1), 76(2017).</li>
<li>Dmochowski, J. P., Datta, A., Bikson, M., Su, Y., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+multi-electrode+stimulation+increases+focality+and+intensity+at+target%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Optimized multi-electrode stimulation increases focality and intensity at target.</a> Journal of Neural Engineering. 8 (4), 046011(2011).</li>
<li>Seo, H., Kim, H. I., Jun, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+a+Transcranial+Channel+as+a+Skull%2FBrain+Interface+in+High-Definition+Transcranial+Direct+Current+Stimulation-A+Computational+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Report%22%5BJournal%5D)">The Effect of a Transcranial Channel as a Skull/Brain Interface in High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation-A Computational Study.</a> Science Report. 7, 40612(2017).</li>
<li>Datta, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gyri+-precise+head+model+of+transcranial+DC+stimulation%3A+Improved+spatial+focality+using+a+ring+electrode+versus+conventional+rectangular+pad%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Gyri -precise head model of transcranial DC stimulation: Improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad.</a> Brain Stimulation. 2, 201-207 (2009).</li>
<li>Turski, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extended+Multiple-Field+High-Definition+transcranial+direct+current+stimulation+%28HD-tDCS%29+is+well+tolerated+and+safe+in+healthy+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Restorative+Neurology+and+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Extended Multiple-Field High-Definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) is well tolerated and safe in healthy adults.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 35 (6), 631-642 (2017).</li>
<li>Datta, A., Elwassif, M., Battaglia, F., Bikson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+current+stimulation+focality+using+disc+and+ring+electrode+configurations%3A+FEM+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Transcranial current stimulation focality using disc and ring electrode configurations: FEM analysis.</a> Journal of Neural Engineering. 5 (2), 163-174 (2008).</li>
<li>Edwards, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+and+modeling+evidence+for+focal+transcranial+electrical+brain+stimulation+in+humans%3A+a+basis+for+high+definition+tDCS%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Physiological and modeling evidence for focal transcranial electrical brain stimulation in humans: a basis for high definition tDCS.</a> Neuroimage. 74, 266-275 (2013).</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+x+1+ring+tDCS%3A+a+neurophysiological+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4 x 1 ring tDCS: a neurophysiological study.</a> Brain Stimulation. 6 (4), 644-648 (2013).</li>
<li>Singh, A. K., Okamoto, M., Dan, H., Jurcak, V., Dan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+registration+of+multichannel+multi-subject+fNIRS+data+to+MNI+space+without+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Spatial registration of multichannel multi-subject fNIRS data to MNI space without MRI.</a> Neuroimage. 27 (4), 842-851 (2005).</li>
<li>DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrode+positioning+and+montage+in+transcranial+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation.</a> Journal of Visualized Experiments. (51), (2011).</li>
<li>Villamar, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technique+and+considerations+in+the+use+of+4x1+ring+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+%28HD-tDCS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS).</a> Journal of Visualized Experiments. (77), e50309(2013).</li>
<li>Jasinska, K. K., Guei, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroimaging+Field+Methods+Using+Functional+Near+Infrared+Spectroscopy+%28NIRS%29+Neuroimaging+to+Study+Global+Child+Development%3A+Rural+Sub-Saharan+Africa%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa.</a> Journal of Visualized Experiments. (132), (2018).</li>
<li>Logothetis, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+we+can+do+and+what+we+cannot+do+with+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">What we can do and what we cannot do with fMRI.</a> Nature. 453 (7197), 869-878 (2008).</li>
<li>Glover, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overview+of+functional+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Overview of functional magnetic resonance imaging.</a> Neurosurgery Clinics of North America. 22 (2), 133-139 (2011).</li>
<li>Zhu, H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+easy+and+stable+marking+method+for+registering+fNIRS+data+to+MNI+space+by+using+10-20+system%22">The easy and stable marking method for registering fNIRS data to MNI space by using 10-20 system</a>. , Beijing Normal University. Master's degree thesis (In Chinese) (2012).</li>
<li>Young, L., Saxe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+fMRI+Investigation+of+Spontaneous+Mental+State+Inference+for+Moral+Judgment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cognitive+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">An fMRI Investigation of Spontaneous Mental State Inference for Moral Judgment.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 21, 1396-1405 (2009).</li>
<li>Young, L., Cushman, F., Hause, M., Saxe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+basis+of+the+interaction+between+theory+of+mind+and+moral+judgment%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+USA%22%5BJournal%5D)">The neural basis of the interaction between theory of mind and moral judgment.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 104, 8235-8240 (2007).</li>
<li>Jurcak, V., Tsuzuki, D., Dan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((10%2F20%2C+10%2F10%2C+and+10%2F5+systems+revisited%3A+their+validity+as+relative+head-surface-based+positioning+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">10/20, 10/10, and 10/5 systems revisited: their validity as relative head-surface-based positioning systems.</a> Neuroimage. 34 (4), 1600-1611 (2007).</li>
<li>Schestatsky, P., Morales-Quezada, L., Fregni, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+EEG+monitoring+during+transcranial+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Simultaneous EEG monitoring during transcranial direct current stimulation.</a> Journal of Visualized Experiments. (76), (2013).</li>
<li>Klem, G. H., Lüders, H. O., Jasper, H. H., Elger, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ten-twenty+electrode+system+of+the+International+Federation.+The+International+Federation+of+Clinical+Neurophysiology.+Cleveland+Clinic+Foundation%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalography+%26+Clinical+Neurophysiology+Supplement%22%5BJournal%5D)">The ten-twenty electrode system of the International Federation. The International Federation of Clinical Neurophysiology. Cleveland Clinic Foundation.</a> Electroencephalography & Clinical Neurophysiology Supplement. 52, Suppl 52 3(1999).</li>
<li>Society, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guideline+thirteen%3A+Guidelines+for+standard+electrode+position+nomenclature%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Guideline thirteen: Guidelines for standard electrode position nomenclature.</a> Journal of Clinical Neurophysiology. 1, 111-113 (1994).</li>
<li>Oostenveld, R., Praamstrac, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+five+percent+electrode+system+for+high-resolution+EEG+and+ERP+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">The five percent electrode system for high-resolution EEG and ERP measurements.</a> Clinical Neurophysiology. 112, 713-719 (2001).</li>
<li>Saturnino, G. B., Antunes, A., Thielscher, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+importance+of+electrode+parameters+for+shaping+electric+field+patterns+generated+by+tDCS%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">On the importance of electrode parameters for shaping electric field patterns generated by tDCS.</a> Neuroimage. 120, 25-35 (2015).</li>
<li>Shanghai Xinguo Photoelectric Technology Co. L. Real-time Recording System of Visual Head 3D Positioning Information (VPen). China patent. , (2014).</li>
<li>Ye, J. C., Tak, S., Jang, K. E., Jung, J., Jang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIRS-SPM%3A+Statistical+parametric+mapping+for+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">NIRS-SPM: Statistical parametric mapping for near-infrared spectroscopy.</a> Neuroimage. 44 (2), 428-447 (2009).</li>
<li>Decety, J., Lamm, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+the+right+temporoparietal+junction+in+social+interaction%3A+how+low-level+computational+processes+contribute+to+meta-cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscientist%22%5BJournal%5D)">The role of the right temporoparietal junction in social interaction: how low-level computational processes contribute to meta-cognition.</a> Neuroscientist. 13 (6), 580-593 (2007).</li>
<li>Villamar, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focal+modulation+of+the+primary+motor+cortex+in+fibromyalgia+using+4x1-ring+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+%28HD-tDCS%29%3A+immediate+and+delayed+analgesic+effects+of+cathodal+and+anodal+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Pain%22%5BJournal%5D)">Focal modulation of the primary motor cortex in fibromyalgia using 4x1-ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS): immediate and delayed analgesic effects of cathodal and anodal stimulation.</a> The Journal of Pain. 14 (4), 371-383 (2013).</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+%22The+Journal+of+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> The Journal of Pain. 13 (2), 112-120 (2012).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

In vergelijking met traditionele tDCS verhoogt HD-tDCS de focaliteit van stimulatie. Typische sites van stimulatie zijn vaak gebaseerd op het 10-20 EEG systeem. Het bepalen van de precieze stimulatie punten buiten dit systeem kan echter moeilijk zijn. Dit artikel combineert een 3D-digitizer met HD-tDCS om stimulatie punten te bepalen buiten het 10-20-systeem. Het is belangrijk om in dergelijke gevallen de stappen en voorzorgsmaatregelen voor het maken en gebruiken van de elektrode dop duidelijk te definiëren.
<p clas...

Transcraniële directe stroom stimulatie (tDCS) is een niet-invasieve techniek die corticale prikkelbaarheid moduleert met zwakke directe stromingen over de hoofdhuid. Het is bedoeld om causaliteit tussen neurale prikkelbaarheid en gedrag in gezonde mensen1,2,3vast te stellen. Bovendien, als een motorische neurorehabilitatie tool, tDCS wordt veel gebruikt in de behandeling van de ziekte van Parkinson, beroerte, en cerebrale parese4. Uit bestaand bewijs blijkt dat traditionele op pad gebaseerde tdcs de stroomtoevoer door een relatief groter hersengebied van5,6,7produceert. High-Definition Transcraniële directe stroom stimulatie (HD-tdcs), waarbij de middelste ring elektrode over een doel corticale regio wordt omringd door vier terugkeer elektroden8,9, verhoogt de focaliteit door het bezoedelen van vier ring gebieden5,10. Bovendien, veranderingen in prikkelbaarheid van de hersenen geïnduceerd door HD-tDCS hebben aanzienlijk grotere magnitudes en langere duur dan die gegenereerd door traditionele tDCS7,11. Daarom wordt HD-tDCS veel gebruikt in onderzoek7,11.
Niet-invasieve hersenstimulatie (NIBS) vereist gespecialiseerde methoden om ervoor te zorgen dat een stimulatie plaats aanwezig is in de standaard MNI en Talairach Systems12. Neuronavigation is een techniek die het mogelijk maakt om interacties tussen Transcraniële stimuli en het menselijk brein in kaart te brengen. De visualisatie en 3D-beeldgegevens worden gebruikt voor precieze stimulatie. In zowel tdcs als HD-tdcs is een gemeenschappelijke beoordeling van stimulatie sites op de hoofdhuid meestal het EEG 10-20-systeem13,14. Deze meting wordt veel gebruikt voor het plaatsen van de tdcs-pads en optode-houders voor functionele near-infraroodspectroscopie (fnirs) in de beginfase13,14,15.
Het bepalen van de precieze stimulatie punten bij het gebruik van het 10-20-systeem kan moeilijk zijn (bijv. in de temporo-pariëtale junctie [TPJ]). De beste manier om dit op te lossen is om structurele beelden van deelnemers te verkrijgen met behulp van magnetische resonantie imaging (MRI), en vervolgens de exacte sonde positie te verkrijgen door doelpunten te matchen met hun structurele afbeeldingen met behulp van digitaliserende producten15. MRI biedt een goede ruimtelijke resolutie, maar is duur om15,16,17te gebruiken. Bovendien kunnen sommige deelnemers (bijv. personen met metaal implantaten, claustrofobische mensen, zwangere vrouwen enz.) niet worden blootgesteld aan MRI-scanners. Daarom is er een sterke behoefte aan een handige en efficiënte manier om de bovengenoemde beperkingen te overwinnen en de nauwkeurigheid bij het bepalen van stimulatie punten te vergroten.
Dit protocol maakt gebruik van een 3D-digitizer om deze beperkingen te overwinnen. Vergeleken met MRI zijn de belangrijkste voordelen van een 3D-digitizer lage kosten, eenvoudige toepassing en draagbaarheid. Het combineert vijf referentiepunten (d.w.z. cz, FPZ, Oz, linker preauriculaire punt en rechter preauriculaire punt) van individuen met locatie-informatie van de doel stimulatie punten. Vervolgens produceert het een 3D-positie van elektroden op het hoofd van het onderwerp en schat hun corticale posities door te passen met de enorme gegevens uit de structurele afbeelding12,15. Deze probabilistische registratiemethode maakt de presentatie van Transcraniële toewijzingsgegevens in het MNI-coördinatensysteem mogelijk zonder opname van de magnetische resonantie beelden van een onderwerp. De aanpak genereert anatomische automatische labels en Brodmann gebieden11.
De 3D digitizer, gebruikt om ruimte coördinaten te markeren op basis van de gegevens uit structurele beelden, werd voor het eerst gebruikt om de positie van optodes in de fNIRS Research18te bepalen. Voor degenen die HD-tDCS gebruiken, breekt een 3D-digitizer de eindige stimulatie punten van het EEG 10-20-systeem. De afstand van de vier retour elektroden en de middelste elektrode is flexibel en kan zo nodig worden aangepast. Bij gebruik van de 3D-digitizer met dit protocol, werden de coördinaten van de rTPJ verkregen, die buiten het 10-20-systeem ligt. Ook getoond zijn de procedures voor targeting en het stimuleren van de juiste temporo-pariëtale kruising (rTPJ) van het menselijk brein.

<table><tbody><tr><td>1X1 Low Intensity transcranial DC Stimulator</td><td>Soterix Medical</td><td>1300A</td><td></td></tr><tr><td>3-dimensional Polhemus-Patriot Digitizer</td><td>POLHEMUS</td><td>1A0453-001</td><td>PATRIOT systeemcomponent</td></tr><tr><td>4X1 Multi-Channel Stimulation Interface</td><td>Soterix Medical</td><td>4X1-C3</td><td></td></tr><tr><td>Dell desktopcomputer</td><td>Dell</td><td>CRFC4J2</td><td>Mastercomputer voor het uitvoeren van 3D digitizer-applicatie</td></tr></tbody></table>

bepaling van de stimulatie locatie met behulp van een 3d-digitizer met high-definition transcraniële directe stroom stimulatie

Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation

De overvloed aan neuroimaging data en snelle ontwikkeling van machine learning heeft het mogelijk gemaakt om hersenactivatiepatronen te onderzoeken. Echter, causaal bewijs van de activering van hersengebied leidt tot een gedrag blijft vaak ontbreken. Transcraniële directe stroom stimulatie (tDCS), die tijdelijk de corticale prikkelbaarheid en activiteit van de hersenen kan veranderen, is een niet-invasief neurofysiologisch hulpmiddel dat wordt gebruikt om causale relaties in het menselijk brein te bestuderen. High-Definition Transcraniële directe stroom stimulatie (HD-tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatie (NIBS)-techniek die een meer focale stroom produceert in vergelijking met conventionele tDCS. Traditioneel, de stimulatie locatie is ruwweg bepaald door het 10-20 EEG systeem, omdat het bepalen van precieze stimulatie punten moeilijk kan zijn. Dit protocol maakt gebruik van een 3D-digitizer met HD-tDCS om de nauwkeurigheid bij de bepaling van de stimulatie punten te verhogen. De methode wordt gedemonstreerd met behulp van een 3D-digitizer voor een nauwkeurigere lokalisatie van stimulatie punten in de rechter temporo-pariëtale junctie (rTPJ).

Met behulp van de gepresenteerde methoden werden coördinaten van de rTPJ bepaald, waarvoor stimulatie punten buiten het 10-20-systeem vereist zijn. Ten eerste moet de omtrek van het hoofdformulier vergelijkbaar zijn met het eigenlijke hoofd. Hier was de lengte van de neus naar INION van de botslichaam ~ 36 cm, en de lengte tussen de bilaterale preauricular was ~ 37 cm.
De stappen voor het produceren van de elektrode-dop begeleiden de meet posities van het 10-20-systeem. Hier werden NZ, iz, CZ,...

Hier gepresenteerd is een protocol om een hogere nauwkeurigheid te bereiken bij de bepaling van de stimulatie locatie, waarbij een 3D-digitizer wordt gecombineerd met high-definition Transcraniële directe stroom stimulatie.

Bepaling van de stimulatie locatie met behulp van een 3D-digitizer met high-definition Transcraniële directe stroom stimulatie

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, ...

Deze methode maakt gebruik van een 10-10-systeem om de beperkingen van transcraniële direct stroom stimulatie elektrode plaatsing te overwinnen, het verbeteren van de nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van de methode. De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn de lage kosten, eenvoudige toepassing en draagbaarheid. Deze methode is geschikt voor gebruik met andere technieken, bijvoorbeeld functionele nabij-infrarood spectroscopie, om de locatie van specifieke hersengebieden van belang te verifiëren.Deze techniek is zeer eenvoudig als u bekend bent met de evenredige eis van het 10-10 systeem. Het aantonen van de procedure zal Chenyu Lv, een afgestudeerde student. Om een elektrode holding dop voor te bereiden, plaats een badmuts op hoofdvorm en meet de afstand tussen de nasion en inion.Om het hoekpunt te lokaliseren, gebruikt u een huidmarkering om het middelpunt van de afstand tussen de nasie en de inion te markeren en de afstand tussen de preauriculaire punten te meten. Markeer het middelpunt van de preauriculaire punten. Het punt waarop beide middelpunten elkaar kruisen is de hoekpunt.Volgens de 10-10 systeem, vind de CP6 en P6, en markeer de juiste middelpunt waarop deze punten elkaar kruisen, genaamd de juiste temporoparietale verbinding op de hoofdhuid. Pas vervolgens de straal van de vier retourelektroden aan op basis van de doelstellingen. En markeer het centrum en terug elektrode locaties op de dop.Gebruik een metaalscanner om te bevestigen dat de omgeving voor 3D-digitalisering metaalvrij is om een 3D-digitizer-meting te verkrijgen. Plaats de badmuts op het hoofd van het onderwerp en gebruik de referentiemarkeringen op de dop om de dop uit te lijnen met het internationale 10-10-systeem voor de hoofdhuidlocatie. Wanneer de dop aanwezig is, gebruikt u een USB-interface om de 3D-digitizer op de computer aan te sluiten en te bevestigen dat de digitizer-software beschikbaar en klaar is.Plaats de bron voor het onderwerp en bevestig het elastische touw van de sensor rond het hoofd van het onderwerp. In de digitizer-software bevestigt u dat het 3D-digitizer-systeem communiceert met de software en gebruik de stylus en een liniaallengte van 10 centimeter om de nul en tien graduaties op te nemen om de nauwkeurigheid van de stylus te bevestigen. Geef in de software de afstand tussen de twee opnamepunten weer.Verzamel vervolgens de positiegegevens van de referentiepunten, centrumelektroden en de vier retourelektroden. Om tegemoet te komen aan de eis van de functionele nabij-infrarood spectroscopie experimenten, selecteren en opslaan van de zender detector en kanaal opties. Om de stimulatie te starten, installeert u volledig opgeladen batterijen in het apparaat en sluit u het conventionele transcraniële directstroomstimulatieapparaat en de vier aan door één stimulatieadapter.Sluit de kabels van de vijf zilverzilvere chloride-gecentreerde ringelektroden aan op de bijpassende ontvangers op de vier door één adapteruitgangskabel. En meet het hoofd van het onderwerp. Plaats de plastic apparaat dop op het hoofd van het onderwerp, en insluiten van de vijf plastic high-definition behuizingen in de badmuts.Zoek de hoekpunt FPZ en OZ van het onderwerp en pas de referentie op de dop aan om af te stemmen op het internationale 10-10-systeem voor hoofdhuidlocaties. Wanneer de dop aanwezig is, gebruikt u de 3D-digitizer om de positiegegevens van de gestimuleerde hersengebieden te verzamelen. Gebruik vervolgens het uiteinde van een plastic spuit om het haar zorgvuldig te scheiden door de opening van de plastic behuizing, totdat de hoofdhuid wordt blootgesteld en de blootgestelde huid te bedekken met de elektrisch geleidende gel.Schakel op het apparaat de vier bij één multi-channel stimulatieadapter in en stel de kwaliteitswaarde in. Controleer of de standaardinstelling is ingesteld om te scannen en druk op de knop Modus selecteren. Schakel van de scan naar de doorgang en druk op de polariteitsknop om te selecteren, hetzij midden anode of kathode.Pas de instellingen op de conventionele transcraniale direct stroom stimulatie apparaat om de stimulus duur, intensiteit en sham conditie instelling op te nemen en druk op de ontspanhendel om over te schakelen naar volle stroom. Zodra alles is ingesteld, drukt u op de startknop om de stimulatie te starten. De D.C.intensity zal opvoeren tot de doelstroom is bereikt, en de timer zal dan de resterende tijd weergeven.Draai aan het einde van de stimulatie de hendel langzaam om de stroom op nul aan te passen voordat u de stroom uitschakelt. Open de plastic dop, verwijder de zilver- of zilverchloride gesinterde ringelektroden uit de behuizing en verwijder de badkap. Maak vervolgens de instrumenten schoon en voorziet het onderwerp van materialen waarmee ze hun haar kunnen reinigen.Met behulp van de near infrared spectroscopie statistische parametrische mapping standalone registratie functie, de ruimtelijke registratie functie genereert MNI coördinaten. Om meetfouten te verminderen, werd de gemiddelde waarde van drie gegevenspunten uit de uiteindelijke MNI-coördinaten van de vijf elektroden berekend. In Broadman gebieden, worden het anatomische etiket en zijn aantal verkregen.Het getal na elke regel geeft het overlappingspercentage aan. In anatomische automatische labels worden het anatomische label en het percentage overlapping verkregen. Voor de Broadman-gebieden en anatomische automatische labels vertegenwoordigt de waarde een percentage overlapping met de hersenschors.Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat noch de bron, noch de sensor beweegt tijdens de 3D digitizer meting. Deze procedure kan worden gebruikt voor van gedachte lokalisaties of voor andere lokalisaties die nodig zijn om de functie van de hersenen te bestuderen. Deze techniek kan ook worden gebruikt in gepersonaliseerde hersenstimulatie voor nauwkeurige positionering.

stimulation-location-determination-using-3d-digitizer-with-high

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Transcraniele gelijkstroom stimulatie (tDCS) is een gevestigde techniek voor het moduleren van corticale...

Elektrode positionering en Montage in Transcranial Direct Current Stimulatie

Source: Chen, W., et al. Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation. J. Vis. Exp. (2019)This video demonstrates the procedure for delivering high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) by accurately positioning electrodes using the 10–10 system, mapping their locations with a 3D digitizer, and applying stimulation to modulate neuronal activity in a targeted brain region.

High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation for Activation of the Target Brain Region

High-definition transcraniële gelijkstroom stimulatie (HD-tDCS), met zijn 4x1-ring montage, is een niet-invasieve hersenstimulatie techniek die zowel de neuromodulatory effecten van conventionele tDCS combineert met een verhoogde focality. Dit artikel geeft een systematische demonstratie van het gebruik van 4x1 HD-tDCS, en de overwegingen die nodig zijn voor een veilige en effectieve stimulatie.

Techniek en overwegingen bij het gebruik van 4x1 Ring High-definition transcraniële Direct Current Stimulatie (HD-tDCS)

Transcraniële gelijkstroom stimulatie (tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatie techniek die heeft aangetoond aanvankelijke therapeutische effecten bij verschillende neurologische aandoeningen. De belangrijkste onderliggende mechanisme van deze therapeutische effecten is de modulatie van corticale prikkelbaarheid. Daarom zou online monitoren van corticale prikkelbaarheid helpen begeleiden stimulatie parameters en optimaliseren van de therapeutische effecten. In dit artikel bespreken we het...

Gelijktijdige EEG Monitoring Tijdens transcraniële Direct Current Stimulatie

Transcraniële gelijkstroom stimulatie (tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatie techniek. Het is met succes gebruikt in fundamenteel onderzoek en klinische instellingen hersenfunctie bij mensen moduleren. Dit artikel beschrijft de uitvoering van tDCS en gelijktijdige functionele magnetische resonantie imaging (fMRI), om de neurale basis van tDCS effecten te onderzoeken.

Transcraniële Direct Current Stimulatie en Gelijktijdige Functional Magnetic Resonance Imaging

Het gecombineerd gebruik van Transcraniële gelijkstroom stimulatie en robotachtige therapie als een add-on voor conventionele revalidatie therapie kan resulteren in betere therapeutische resultaten als gevolg van de modulatie van de plasticiteit van de hersenen. In dit artikel beschrijven we de gecombineerde methoden in ons Instituut voor verbetering van de prestaties van de motor na een herseninfarct.

Het gecombineerd gebruik van de huidige Stimulatie Transcranial Direct en robotachtige therapie voor de bovenste extremiteit

Dit protocol beschrijft de methode van neuronagenavigeerde elektrodeplaatsing voor focale, transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) toegediend tijdens functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI).

Neuronagenavigeerde gefocaliseerde transcraniële gelijkstroomstimulatie toegediend tijdens functionele magnetische resonantiebeeldvorming

Deze studie presenteert een nieuw protocol voor transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) in combinatie met cognitieve stimulatie om hemispatiale verwaarlozing na een beroerte aan te pakken. De eerste gegevens van een pilootpatiënt zorgen voor de haalbaarheid van de procedure en suggereren de potentiële werkzaamheid, en leggen een basis voor een toekomstige parallelle, drievoudige, gecontroleerde klinische studie.

Gerandomiseerde, drievoudige blinde en parallelle gecontroleerde studie van transcraniële gelijkstroomstimulatie voor cognitieve revalidatie na een beroerte

Deze studie stelde een experimenteel paradigma voor dat High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation (HD-tDCS) toepast om de menselijke metacognitie in mens-AI-delegatietaken te verbeteren. De resultaten toonden de effectiviteit van HD-tDCS aan bij het verbeteren van de metacognitieve gevoeligheid.

High-definition transcraniële gelijkstroomstimulatie via de rechter dorsolaterale prefrontale cortex om de metacognitieve gevoeligheid te verbeteren

Dit protocol beschrijft high-definition transcraniële gelijkstroomstimulatie tijdens slaap met gelijktijdige elektro-encefalografie monitoring om causale relaties tussen doelgerichte hersengebieden en slaap te onderzoeken, evenals de bijbehorende processen.

High-definition transcraniële gelijkstroomstimulatie tijdens de slaap

Dit protocol introduceert een op hoofdhuidacupunctuur gebaseerde methode om de primaire motorische cortex (M1) hotspot voor de flexor digitorum superficialis (FDS) spier te lokaliseren en valideert de effectiviteit ervan tegen de conventionele C3-site.

Een nieuwe op hoofdhuidacupunctuur gebaseerde methode om de handmotorische hotspot te targeten voor niet-invasieve hersenstimulatie

Leer hoe u een 3D-digitizer combineert met high-definition transcraniële directe stroomstimulatie voor nauwkeurige lokalisatie van hersenstimulatie. Deze methode verbetert de reproduceerbaarheid van elektrodeplaatsing.

Bepaling van de stimulatie locatie met behulp van een 3D-digitizer met high-definition Transcraniële directe stroom stimulatie

Meer video's verkennen