Artykuł metodologiczny

Łączne zastosowanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym i terapii robotycznej kończyny górnej

DOI:

10.3791/58495

⸱

23 września 2018

 ,  ,  ,  , 
1Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Instituto de Reabilitação Lucy Montoro, 2Laboratory of Neuromodulation, Department of Physical Medicine & Rehabilitation, Spaulding Rehabilitation Hospital and Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School

W tym artykule

Podsumowanie

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

Połączone zastosowanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym i terapii robotycznej jako dodatek do konwencjonalnej terapii rehabilitacyjnej może skutkować lepszymi wynikami terapeutycznymi dzięki modulacji plastyczności mózgu. W tym artykule opisujemy łączone metody stosowane w naszym instytucie w celu poprawy sprawności motorycznej po udarze mózgu.

Streszczenie

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

Zaburzenia neurologiczne, takie jak udar mózgu i porażenie mózgowe, są głównymi przyczynami długotrwałej niepełnosprawności i mogą prowadzić do ciężkiej niezdolności do pracy i ograniczenia codziennych czynności z powodu upośledzenia kończyn dolnych i górnych. Intensywna fizjoterapia i terapia zajęciowa są nadal uważane za główne metody leczenia, ale badane są nowe terapie wspomagające standardową rehabilitację, które mogą zoptymalizować wyniki funkcjonalne.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) to nieinwazyjna technika stymulacji mózgu, która polaryzuje leżące poniżej obszary mózgu poprzez zastosowanie słabych prądów stałych przez elektrody na skórze głowy, modulując pobudliwość kory mózgowej. Zwiększone zainteresowanie tą techniką można przypisać jej niskiemu kosztowi, łatwości użycia i wpływowi na plastyczność neuronalną człowieka. Ostatnie badania zostały przeprowadzone w celu określenia potencjału klinicznego tDCS w różnych stanach, takich jak depresja, choroba Parkinsona i rehabilitacja ruchowa po udarze. tDCS pomaga zwiększyć plastyczność mózgu i wydaje się być obiecującą techniką w programach rehabilitacyjnych.

Wiele urządzeń robotycznych zostało opracowanych w celu pomocy w rehabilitacji funkcji kończyn górnych po udarze. Rehabilitacja deficytów motorycznych jest często długotrwałym procesem, wymagającym multidyscyplinarnego podejścia, aby pacjent osiągnął maksymalną niezależność. Urządzenia te nie mają na celu zastąpienia terapii rehabilitacji manualnej; Zamiast tego zostały zaprojektowane jako dodatkowe narzędzie do programów rehabilitacyjnych, umożliwiając natychmiastowe postrzeganie wyników i śledzenie poprawy, pomagając w ten sposób pacjentom utrzymać motywację.

Zarówno tDSC, jak i terapia wspomagana przez roboty są obiecującymi dodatkami do rehabilitacji po udarze mózgu i mają na celu modulację plastyczności mózgu, z kilkoma raportami opisującymi ich zastosowanie jako związane z konwencjonalną terapią i poprawą wyników terapeutycznych. Jednak ostatnio opracowano kilka małych badań klinicznych, które opisują związane z tym zastosowanie tDCS i terapii wspomaganej przez roboty w rehabilitacji po udarze. W tym artykule opisujemy łączone metody stosowane w naszym instytucie w celu poprawy sprawności motorycznej po udarze mózgu.

Wprowadzenie

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

Zaburzenia neurologiczne, takie jak udar, porażenie mózgowe i urazowe uszkodzenie mózgu, są głównymi przyczynami długotrwałej niepełnosprawności, spowodowanej zmianami chorobowymi i późniejszymi objawami neurologicznymi, które mogą prowadzić do ciężkiej niezdolności do pracy i ograniczenia codziennych czynności1. Zaburzenia ruchowe znacznie obniżają jakość życia pacjenta. Regeneracja motoryczna jest zasadniczo napędzana przez neuroplastyczność, podstawowy mechanizm leżący u podstaw odzyskiwania umiejętności motorycznych utraconych w wyniku uszkodzeń mózgu2,3. Tak więc terapie rehabilitacyjne są silnie oparte na intensywnym treningu w dużych dawkach i intensywnym powtarzaniu ruchów w celu odzyskania siły i zakresu ruchu. Te powtarzalne czynności opierają się na codziennych ruchach, a pacjenci mogą stać się mniej zmotywowani z powodu powolnej regeneracji motorycznej i powtarzających się ćwiczeń, co może osłabić sukces neurorehabilitacji4. Intensywna fizjoterapia i terapia zajęciowa są nadal uważane za główne metody leczenia, ale nowsze terapie wspomagające standardową rehabilitację są badane w celu optymalizacji wyników funkcjonalnych1.

Wykazano, że pojawienie się terapii wspomaganych przez roboty ma wielką wartość w rehabilitacji po udarze, wpływając na procesy plastyczności i reorganizacji neuronalnej plastyczności synaptycznej. Zostały one przebadane pod kątem szkolenia pacjentów z uszkodzonymi funkcjami neurologicznymi i pomocy osobom niepełnosprawnym5. Jedną z najważniejszych zalet dodania technologii robotów do interwencji rehabilitacyjnych jest jej zdolność do prowadzenia treningu o wysokiej intensywności i wysokich dawkach, co w przeciwnym razie byłoby bardzo pracochłonnym procesem6. Zastosowanie terapii robotycznych, wraz z programami komputerowymi rzeczywistości wirtualnej, pozwala na natychmiastową percepcję i ocenę regeneracji motorycznej oraz może przekształcić powtarzające się czynności w znaczące, interaktywne zadania funkcjonalne, takie jak czyszczenie płyty kuchennej7. Może to zwiększyć motywację pacjentów i przestrzeganie długiego procesu rehabilitacji oraz umożliwić, dzięki możliwości pomiaru i ilościowego określania ruchów, śledzenie ich postępów5. Włączenie terapii robotycznej do obecnych praktyk może zwiększyć skuteczność i efektywność rehabilitacji oraz umożliwić opracowanie nowych sposobów ćwiczeń8.

Roboty rehabilitacyjne zapewniają szkolenie dostosowane do konkretnych zadań i można je podzielić na urządzenia typu efektorowego i urządzenia typu egzoszkieletowego9. Różnica między tymi klasyfikacjami jest związana ze sposobem, w jaki ruch jest przenoszony z urządzenia na pacjenta. Urządzenia efektorowe mają prostszą budowę, stykają się z kończyną pacjenta tylko w jej najbardziej dystalnej części, co utrudnia odizolowanie ruchu jednego stawu. Urządzenia oparte na egzoszkieletach mają bardziej złożone konstrukcje ze strukturą mechaniczną, która odzwierciedla strukturę szkieletową kończyny, więc ruch stawu urządzenia spowoduje ten sam ruch na kończynie pacjenta7,9.

T-WREX to robot oparty na egzoszkielecie, który wspomaga ruchy całego ramienia (ruchy barku, łokcia, przedramienia, nadgarstka i palców). Regulowane ramię mechaniczne umożliwia zmienne poziomy wsparcia grawitacyjnego, umożliwiając pacjentom, którzy mają pewną funkcję resztkowej kończyny górnej, osiągnięcie większego aktywnego zakresu ruchu w trójwymiarowej terapii przestrzennej7,9. MIT-MANUS to robot typu efektor końcowy, który działa w jednym planie (oś x i y) i umożliwia dwuwymiarową terapię z kompensacją grawitacji, wspomagając ruchy ramion i łokci poprzez przesuwanie ręki pacjenta w płaszczyźnie poziomej lub pionowej9,10. Oba roboty mają wbudowane czujniki położenia, które mogą określić ilościowo kontrolę motoryczną kończyny górnej i regenerację oraz interfejs do integracji z komputerem, który umożliwia 1) trening znaczących zadań funkcjonalnych symulowanych w wirtualnym środowisku uczenia się oraz 2) terapeutyczne gry ruchowe, które pomagają ćwiczyć planowanie motoryczne, koordynację oko-ręka, uwagę i wady lub zaniedbania pola widzenia7, 9. Pozwalają również na kompensację wpływu grawitacji na kończynę górną i są w stanie zaoferować wsparcie i pomoc w powtarzających się i stereotypowych ruchach u pacjentów z poważnymi zaburzeniami. To stopniowo zmniejsza pomoc w miarę poprawy pacjenta i stosuje minimalną pomoc lub opór ruchu u pacjentów z lekkim upośledzeniem9,11.

Kolejną nową techniką neurorehabilitacji jest przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS). tDCS to nieinwazyjna technika stymulacji mózgu, która wywołuje zmiany pobudliwości kory mózgowej poprzez użycie prądów stałych o niskiej amplitudzie podawanych przez elektrody do skóry głowy12,13. W zależności od polaryzacji przepływu prądu, pobudliwość mózgu może być zwiększona przez stymulację anodową lub zmniejszona przez stymulację katodową2.

Ostatnio wzrosło zainteresowanie tDCS, ponieważ wykazano, że ma on korzystny wpływ na szeroki zakres chorób, takich jak udar, epilepsja, choroba Parkinsona, choroba Alzheimera, fibromialgia, zaburzenia psychiczne, takie jak depresja, zaburzenia afektywne i schizofrenia2. tDCS ma pewne zalety, takie jak stosunkowo niski koszt, łatwość użycia, bezpieczeństwo, i rzadkie działania niepożądane14. tDCS jest również metodą bezbolesną i może być niezawodnie zaślepiony w badaniach klinicznych, ponieważ ma tryb pozorowany13. tDCS prawdopodobnie nie jest optymalny do samodzielnego przywrócenia sprawności; Jednak jest coraz bardziej obiecujący jako terapia powiązana w rehabilitacji, ponieważ zwiększa plastyczność mózgu15.

W tym protokole demonstrujemy łączoną terapię wspomaganą robotem (z dwoma najnowocześniejszymi robotami) i nieinwazyjną neuromodulację z tDCS jako metodę poprawy wyników rehabilitacji, oprócz konwencjonalnej fizjoterapii. Większość badań obejmujących terapie robotyczne lub tDCS wykorzystywała je jako izolowane techniki, a niewiele łączyło obie te techniki, co może zwiększyć korzystne efekty poza każdą interwencją z osobna. Te mniejsze badania wykazały możliwy efekt synergii między tymi dwiema procedurami, z poprawą regeneracji motorycznej i zdolności funkcjonalnych8,15,16,17,18,19. W związku z tym nowatorskie terapie multimodalne mogą przyspieszyć regenerację ruchową w stopniu wykraczającym poza obecne możliwości.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

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

Ten protokół jest zgodny z wytycznymi komisji etycznej ds. badań na ludziach naszej instytucji.

1. tDCS

  1. Przeciwwskazania i uwagi specjalne
    Uwaga: tDCS to bezpieczna technika, która przesyła stały i niski prąd stały i niski prąd stały przez elektrody, wywołując zmiany w pobudliwości neuronalnej stymulowanego obszaru.
    1. Przed konfiguracją urządzenia należy upewnić się, że pacjent nie ma żadnych przeciwwskazań do tDCS, takich jak niepożądane reakcje na wcześniejsze leczenie tDCS, wszczepione urządzenia medyczne do mózgu lub obecność metalowych implantów w głowie.
    2. Należy stosować następujące kryteria włączenia: pacjenci z podostrym i przewlekłym udarem mózgu z lekkim lub umiarkowanym niedowładem połowiczym kończyn górnych. Inne przeciwwskazania obejmują wady czaszki, które mogą zmieniać intensywność i lokalizację przepływu prądu, a osoby badane muszą być wolne od niestabilnych stanów chorobowych, takich jak niekontrolowana padaczka.
    3. Dokładnie sprawdź skórę głowy pacjenta pod kątem zmian skórnych, takich jak ostre lub przewlekłe choroby skóry, skaleczenia lub inne objawy zapalne. Ze względów bezpieczeństwa należy unikać umieszczania elektrod i stymulowania obszarów z takimi zmianami.
  2. Materiały dla tDCS
    1. Przed rozpoczęciem procedury sprawdź, czy dostępne są wszystkie poniższe wymienione materiały (Rysunek 1): stymulator tDCS, bateria 9 V, 2 elektrody przewodzące, 2 elektrody gąbkowe,, 2 gumowe opaski na głowę (lub paski na rzepy, paski nieprzewodzące), roztwór chlorku sodu (NaCl), taśma miernicza
  3. Pomiary
    1. Miejsca elektrod są zwykle definiowane jako pozycje EEG 10/20, jak opisano w poprzedniej publikacji20. Upewnij się, że fotografowany obiekt jest wygodnie osadzony.
    2. Najpierw zlokalizuj wierzchołek (Cz).
      1. Zmierz odległość od nasiona (grzbiet nosa lub przecięcie kości czołowej i dwóch kości nosowych) do wgłębienia (zewnętrzna wypukłość potyliczna lub najbardziej widoczny występ wypukłości) i zaznacz 50% tej długości. Zaznacz to wstępne miejsce Cz jako linię, używając ołówka olejnego lub nietoksycznego markera na bazie wody.
      2. Zmierz odległość lewego i prawego punktu przedusznego (tj. obszaru przed tragusem). Podziel tę odległość na pół i zaznacz obliczony punkt linią.
      3. Połącz obie linie, aby utworzyć krzyżyk. Przecięcie obu linii będzie odpowiadało wierzchołkowi (Cz) (Rysunek 2).
    3. Zidentyfikuj miejsce docelowe na głowicy.
      UWAGA: Stymulacja anodowa zwiększa pobudliwość kory mózgowej w stymulowanej tkance mózgowej, podczas gdy stymulacja katodowa ją zmniejsza. We wcześniejszych badaniach stosowano stymulację anodową w półkuli zmienionej chorobowo lub stymulację katodową w półkuli przeciwstawnej w celu zmniejszenia pobudliwości kory mózgowej w niezmienionej korze ruchowej i zwiększenia jej w dotkniętej korze ruchowej. W tym protokole opiszemy zarówno stymulację dwupółkulową (ze stymulacją anodową i katodową w tej samej sesji), jak i stymulację anodową nad pierwszorzędową korą ruchową.
      1. Aby zlokalizować pierwszorzędową korę ruchową (M1), użyj 20% odległości od Cz do lewego lub prawego punktu przedusznego (Rysunek 3). Obszar ten powinien odpowiadać lokalizacji C3/C4 EEG.
      2. Umieść anodę nad środkiem kory ruchowej M1 półkuli mięśniowej, a katodę nad przeciwległym obszarem nadoczodołowym (Fp) (Rysunek 3).
      3. Alternatywnie umieść anodę nad środkiem kory ruchowej M1 półkuli mięśniowej, a katodę nad przeciwległym M1. Pozycje M1 dla elektrod tDCS znajdują się na kanałach C3 i C4 (Rysunek 3).
  4. Przygotowanie skóry
    1. Sprawdź skórę i unikaj stymulacji nadmiernych zmian chorobowych lub uszkodzonej skóry.
    2. Odsuń włosy od miejsca stymulacji, aby poprawić przewodnictwo. Oczyść powierzchnię skóry, usuwając wszelkie ślady balsamu i żelu. W przypadku osób o grubszych włosach może być konieczne użycie żelu przewodzącego.
  5. Pozycjonowanie elektrod i konfiguracja urządzenia20
    1. Po przygotowaniu skóry i zlokalizowaniu miejsca stymulacji, należy umieścić jedną opaskę na głowę pod wejściówką, w okolicach obwodu głowy. Zapewnij paski na głowę wykonane z nieprzewodzącego i niechłonnego materiału, takiego jak paski elastyczne, rzepy lub gumowe.
    2. Namocz gąbki w roztworze soli fizjologicznej. Na gąbkę o długości 35cm2 może wystarczyć około 6 ml roztworu z każdej strony. Unikaj nadmiernego moczenia gąbki. Unikaj wycieków płynów nad obiektem. W razie potrzeby użyć strzykawki, aby dodać więcej roztworu.
    3. Podłącz do urządzenia tDCS. Upewnij się, że polaryzacja jest prawidłowa, ponieważ efekty tDCS są zależne od polaryzacji (zgodnie ze standardem: czerwony odpowiada elektrodzie anodowej, a lub niebieski odpowiada elektrodzie katodowej).
    4. Włóż bezpiecznie styk przewodu połączeniowego do przewodzącej gumowej wkładki.
    5. Włóż przewodzącą gumową wkładkę do gąbki. Upewnij się, że cała przewodząca gumowa wkładka jest zakryta gąbką i że styk przewodu połączeniowego nie jest widoczny.
    6. Umieść pierwszą elektrodę gąbkową pod paskiem na głowę i upewnij się, że nadmiar płynu nie został uwolniony z gąbki.
    7. Połącz oba elastyczne paski na głowę, zgodnie z planowanym montażem elektrod.
    8. Umieść drugą elektrodę gąbkową na głowie nad stymulowanym obszarem, pod drugim elastycznym paskiem na głowę.
    9. Jeśli ogólna rezystancja elektryczna elektrod i korpusu jest wysoka, może to wskazywać na nieodpowiednią konfigurację elektrod. Niektóre urządzenia zapewniają pomiar rezystancji, która powinna być idealnie poniżej 5 kΩ.
    10. Niektóre urządzenia zapewniają ciągłe wskazanie oporu podczas stymulacji, co jest przydatnym sposobem wykrywania potencjalnie niebezpiecznych sytuacji (takich jak sucha elektroda). W takich przypadkach urządzenie może zakończyć lub zmniejszyć intensywność stymulacji, jeśli opór wzrośnie powyżej określonego progu.
  6. stymulacja
    1. Upewnij się, że pacjent jest przytomny, zrelaksowany i wygodnie siedzi podczas zabiegu21.
    2. Dostosuj ustawienia stymulatora tDCS (intensywność, czas i stan pozorowany, jeśli dotyczy). Zgodnie z wcześniejszymi badaniami, należy stosować prąd stały przez 20 minut o natężeniu 1 mA.
      UWAGA: W przypadku pozorowanej interwencji, prąd jest zwykle stosowany tylko przez pierwsze 30 sekund, aby dać badanemu wrażenie stymulacji. Ten czas trwania został ustalony w kilku badaniach jako skuteczny w zaślepianiu ich na przypisaną interwencję, bez stymulowania pobudliwości kory mózgowej22.
    3. Zainicjuj stymulację tDCS. Rozpocznij przepływ prądu, zwiększając prąd, aby uniknąć najbardziej niekorzystnych skutków. Zwiększanie prędkości odbywa się automatycznie w niektórych urządzeniach, ale jeśli tak nie jest, zwiększaj prąd powoli przez początkowe 30 sekund, aby osiągnąć maksymalny zaprogramowany prąd (w naszym protokole do 1 mA).
    4. Po rozpoczęciu stymulacji elektrycznej niektórzy pacjenci mogą odczuwać przejściowe lekkie swędzenie, zawroty głowy lub zawroty głowy. Można tego uniknąć, zwiększając i zmniejszając prąd na początku i na końcu każdej sesji.
    5. Pod koniec zabiegu stopniowo zmniejszaj prąd przez 30 sekund.
  7. Po zabiegu
    1. Aby zarejestrować i ocenić bezpieczeństwo stymulacji, poproś pacjenta o wypełnienie kwestionariusza dotyczącego częstych działań niepożądanych i ich intensywności po zakończeniu zabiegu. Mogą to być podrażnienia skóry, nudności, bóle głowy, pieczenie, zawroty głowy, mrowienie lub inne dolegliwości.
    2. Należy wyjaśnić pacjentowi, że wszelkie możliwe działania niepożądane są zwykle łagodne lub umiarkowane i zwykle mają charakter tymczasowy.
    3. Po tDCS należy skierować pacjentów na terapię robotyczną.
      UWAGA: W kolejnych sekcjach tego protokołu opiszemy zastosowanie komercyjnych wersji MIT-Manus i T-WREX.

2. Terapia robotyczna z MIT-Manus

  1. Pozycjonowanie
    UWAGA: Ten robot jest interaktywnym robotem do rehabilitacji kończyny górnej. Wersja wykorzystana w naszym badaniu pozwala na trening ruchu nadgarstka w płaszczyźnie poziomej (płaskiej).
    1. Upewnij się, że fotografowana osoba siedzi na wygodnym i ergonomicznym krześle, zabezpieczonym czteropunktowym pasem bezpieczeństwa i jest zwrócona w stronę ekranu wideo.
    2. Upewnij się, że przeszkolony terapeuta nadzoruje szkolenie robota.
    3. Umieść rękę, która będzie podlegała treningowi, w uchwycie uchwytu robota. Dopasuj oba paski wokół ramienia fotografowanej osoby. Wyreguluj podparcie z tyłu ramienia tak, aby pozostało stabilne podczas treningu.
    4. Ułóż niedowładną kończynę górną zgodnie ze wskazaniami: ramię w zgięciu 30°, zgięcie łokcia 90°, przedramię w pozycji środkowej leżącej, nadgarstek w pozycji neutralnej.
    5. Podczas pracy maszyny upewnij się, że ruch stawów barkowych i zasięgu łokci jest ograniczony do około 45°. Upewnij się, że ramię jest unieruchomione, a nadgarstek ma swobodę ruchów. Ruch jest możliwy w płaszczyźnie poziomej (we wszystkich możliwych kierunkach).
  2. szkolenie
    1. Liczba ruchów podczas sesji treningu robota jest zmienna, jednak często wykonuje się około 320 powtórzeń w każdym możliwym kierunku płaszczyzny w tej samej płaszczyźnie.
    2. Ekran wideo pokazuje wskazówki dotyczące zadań, które badany musi wykonać, i daje stałą informację zwrotną na temat pozycji ramienia.
    3. Oprogramowanie robota zawiera kilka terapeutycznych gier ruchowych do treningu motorycznego. Wizualna informacja zwrotna zwykle składa się z żółtej kuli, którą pacjent musi przesuwać między celami. Dostępne są inne scenariusze szkoleniowe.
    4. Robot będzie pomagał pacjentowi tylko wtedy, gdy będzie to konieczne; na przykład, jeśli pacjent nie może zrealizować zamierzonego ruchu w ciągu 2 sekund, maszyna pomoże mu zakończyć ruch. Jeśli tester nie ma wystarczającej koordynacji ruchowej, aby wykonać zamierzony ruch, robot pokieruje ramieniem podmiotu, aby wykonał odpowiedni ruch.

3. Trening z ramieniem MIT-Manus

Uwaga: To ramię robota umożliwia trening zginania i prostowania łokci, wysuwania i cofania barku oraz wewnętrznej i zewnętrznej rotacji barku w płaszczyźnie poziomej.

  1. Pozycjonowania
    1. W przypadku ramienia MIT-MANUS upewnij się, że obiekt jest wygodnie osadzony. Odpowiednio wyreguluj pasy bezpieczeństwa. Ustaw prawą lub lewą rękę pacjenta na robocie i wyreguluj oba paski.
    2. W razie potrzeby dostosuj wysokość robota. W razie potrzeby dostosuj wysokość stołu.
    3. W przypadku odczuwania dyskomfortu lub bólu naciśnij przycisk zatrzymania awaryjnego, aby natychmiast wyłączyć robota.
  2. szkolenie
    1. Skalibruj urządzenie, prosząc badanego o przesunięcie ramienia wzdłuż linii.
    2. Robot będzie pomagał pacjentowi tylko w razie potrzeby. Na przykład, jeśli obiekt nie może zrealizować zamierzonego ruchu w ciągu 2 sekund, maszyna pomoże zakończyć jego ruch. Jeśli tester nie ma wystarczającej koordynacji ruchowej, aby wykonać zamierzony ruch, robot pokieruje ramieniem testera, aby wykonał odpowiedni ruch.
      UWAGA: Oprogramowanie robota zawiera kilka terapeutycznych gier ruchowych do treningu motorycznego. Wizualna informacja zwrotna zwykle składa się z żółtej kuli, którą pacjent musi przesuwać między celami. Dostępne są inne scenariusze szkoleniowe.

4. Trening z T-WREX

  1. Pozycjonowanie
    UWAGA: T-WREX składa się z egzoszkieletu, który dopasowuje się do ramienia badanego i umożliwia swobodny ruch stawów barkowych, łokciowych i nadgarstkowych w trójwymiarowym ustawieniu.
    1. Upewnij się, że pacjent siedzi na wygodnym i ergonomicznym krześle przodem do ekranu wideo, który zapewnia wizualną i słuchową informację zwrotną w rzeczywistości wirtualnej, pomagając pacjentowi osiągnąć jego cel.
    2. Umieść pacjenta w pozycji siedzącej przed głównym modułem robota. Użyj dołączonego pilota, aby odpowiednio dostosować wysokość egzoszkieletu. Dopasuj ramię egzoszkieletu robota do odpowiedniej strony kończyny pacjenta, która będzie trenowana (lewa lub prawa).
    3. Pozostaw około 4 palce wysokości nad ramieniem.
    4. Dopasuj kończynę pacjenta do egzoszkieletu, regulując paski na ramieniu i przedramieniu.
    5. Dostosuj odpowiednio długość ramienia i przedramienia egzoszkieletu, a także kompensację ciężaru (grawitacji) niezbędną dla ramienia (od A do I) i przedramienia (od A do E). Składa się z liniowej skali podparcia grawitacyjnego, gdzie A nie ma podparcia grawitacyjnego.
    6. Wprowadź te pomiary do komputera.
    7. Przed rozpoczęciem treningu należy wyregulować i skalibrować granice zakresu ruchu robota, zgodnie z możliwościami pacjenta.
    8. Aby przetestować skalibrowany zakres ruchu, poproś pacjenta o przesunięcie kostki we wszystkich kierunkach ekranu.
  2. szkolenie
    1. Podczas każdej sesji niech osoba wykona około 72 powtórzeń ruchu w kierunku różnych celów funkcjonalnych (sesja treningowa T-WREX trwa zwykle około 60 minut).
    2. Pomiędzy każdym ruchem pozostaw 10-sekundową przerwę, aby zapobiec zmęczeniu. 72 powtórzenia podzielone są na 3 bloki po 24 ruchy każdy. Pozostaw 5-minutowy odstęp między każdym blokiem 24 ruchów.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

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

Nieinwazyjna stymulacja mózgu za pomocą tDCS wzbudziła ostatnio zainteresowanie ze względu na potencjalne efekty neuroplastyczne, stosunkowo tani sprzęt, łatwość użycia i niewiele skutków ubocznych22. Badania wykazały, że neuromodulacja przez tDCS może potencjalnie modulować pobudliwość i plastyczność kory mózgowej, promując w ten sposób poprawę wydajności motorycznej poprzez plastyczność synaptyczną poprzez stymulację pierwotnej kory ruchowej4

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

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

W niniejszym protokole opisujemy standardowy protokół terapii dla połączonej stymulacji tDCS i terapii robotycznej, stosowany jako uzupełnienie konwencjonalnych programów rehabilitacyjnych u pacjentów z wadami ramienia. Celem protokołu jest poprawa funkcji motorycznych i mobilności. Ważne jest, aby obserwować włączanie i wyłączanie rampy maszyny tDCS, aby uniknąć ryzyka wystąpienia działań niepożądanych. tDCS jest bezpieczną techniką z niewielką liczbą działań niepożądanych opisanych w literaturze2

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

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

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

Podziękowania

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

Autorzy chcieliby podziękować Laboratorium Neuromodulacji Spaulding oraz Instituto de Reabilitação Lucy Montoro za ich hojne wsparcie dla tego projektu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Urządzenie tDCSSoterix MedicalSoterix Medical 1x1
9V Bateria (2x)
Dwie gumowe opaski na głowę Dwie
przewodzące elektrody
Dwie elektrody
RoztwórNaCl
Taśma miernicza
Armeo Spring RobotHocoma
inMotion ARMInteractive Motion Technologies
gumowegąbkowe

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Miller, E. L., et al. Comprehensive overview of nursing and interdisciplinary rehabilitation care of the stroke patient: A scientific statement from the American Heart Association. Stroke. 41 (10), 2402-2448 (2010).
  2. Adeyemo, B. O., Simis, M., Macea, D. D., Fregni, F. Systematic review of parameters of stimulation, clinical trial design characteristics, and motor outcomes in noninvasive brain stimulation in stroke. Front Psychiatry. 3 (8), 1-27 (2012).
  3. Johansson, B. B. Current trends in stroke rehabilitation. A review with focus on brain plasticity. Acta Neurologica Scandinavica. 123 (3), 147-159 (2011).
  4. Hummel, F., Cohen, L. G. Improvement of motor function with noninvasive cortical stimulation in a patient with chronic stroke. Neurorehabilitation Neural Repair. 19 (1), 14-19 (2005).
  5. Lo, A. C., et al. Robot-assisted therapy for long-term upper-limb impairment after stroke. New England Journal of Medicine. 362 (19), 1772-1783 (2010).
  6. Mehrholz, J., Haedrich, A., Platz, T., Kugler, J., Pohl, M. Electromechanical and robot-assisted arm training for improving generic activities of daily living, arm function, and arm muscle strength after stroke. Cochrane Database of Systematic Reviews. , (2012).
  7. Maciejasz, P., Eschweiler, J., Gerlach-Hahn, K., Jansen-Troy, A., Leonhardt, S. A survey on robotic devices for upper limb rehabilitation. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 11 (3), 10-1186 (2014).
  8. Ang, K. K., et al. Facilitating effects of transcranial direct current stimulation on motor imagery brain-computer interface with robotic feedback for stroke rehabilitation. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 96 (3), S79-S87 (2015).
  9. Chang, W. H., Kim, Y. H. Robot-assisted therapy in stroke rehabilitation. Journal of Stroke. 15 (3), 174-181 (2013).
  10. Volpe, B. T., et al. A novel approach to stroke rehabilitation: robot-aided sensorimotor stimulation. Neurology. 54 (10), 1938-1944 (2000).
  11. Volpe, B. T., et al. Robotic devices as therapeutic and diagnostic tools for stroke recovery. Archives of Neurology. 66 (9), 1086-1090 (2009).
  12. Nitsche, M. A., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. TheJournal of Physiology. 527 (3), 633-639 (2000).
  13. Fregni, F., et al. Transcranial direct current stimulation of the unaffected hemisphere in stroke patients. Neuroreport. 16 (14), 1551-1555 (2005).
  14. Kim, D. Y., et al. Effect of transcranial direct current stimulation on motor recovery in patients with subacute stroke. American Journal of Physical Medicine and Rehabilitation. 89 (11), 879-886 (2010).
  15. Giacobbe, V., et al. Transcranial direct current stimulation (tDCS) and robot practice in chronic stroke: the dimension of timing. NeuroRehabilitation. 33 (1), 49-56 (2013).
  16. Hesse, S., et al. Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients: a pilot study. Restorative Neurology and Neuroscience. 25 (1), 9-16 (2007).
  17. Hesse, S., et al. Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients: an exploratory, randomized multicenter trial. Neurorehabilitation and Neural Repair. 25 (9), 838-846 (2001).
  18. Edwards, D. J., et al. Raised corticomotor excitability of M1 forearm area following anodal tDCS is sustained during robotic wrist therapy in chronic stroke. Restorative Neurology and Neuroscience. 27 (3), 199-207 (2008).
  19. Ochi, M., Saeki, S., Oda, T., Matsushima, Y., Hachisuka, K. Effects of anodal and cathodal transcranial direct current stimulation combined with robotic therapy on severely affected arms in chronic stroke patients. Journal of Rehabilitation Medicine. 45 (2), 137-140 (2013).
  20. DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation. Journal of Visualized Experiments. (51), (2011).
  21. Antal, A., Terney, D., Poreisz, C., Paulus, W. Towards unravelling task-related modulations of neuroplastic changes induced in the human motor cortex. European Journal of Neuroscience. 26 (9), 2687-2691 (2007).
  22. Williams, J. A., Pascual-Leone, A., Fregni, F. Interhemispheric modulation induced by cortical stimulation and motor training. Physical Therapy. 90 (3), 398-410 (2010).
  23. Zimerman, M., et al. Modulation of training by single-session transcranial direct current stimulation to the intact motor cortex enhances motor skill acquisition of the paretic hand. Stroke. 43 (8), 2185-2191 (2012).
  24. Nitsche, M. A., et al. Pharmacological modulation of cortical excitability shifts induced by transcranial direct current stimulation in humans. The Journal of Physiology. 553 (1), 293-301 (2003).
  25. Lindenberg, R., Renga, V., Zhu, L. L., Nair, D., Schlaug, G. M. D. P. Bihemispheric brain stimulation facilitates motor recovery in chronic stroke patients. Neurology. 75 (24), 2176-2184 (2010).
  26. Fusco, A., et al. The ineffective role of cathodal tDCS in enhancing the functional motor outcomes in early phase of stroke rehabilitation: an experimental trial. BioMed Research International. , (2014).
  27. Kwakkel, G., Kollen, B. J., Krebs, H. I. Effects of robot-assisted therapy on upper limb recovery after stroke: a systematic review. Neurorehabilitation and Neural Repair. 22 (2), 111-121 (2008).
  28. Gilliaux, M., et al. Upper limb robot-assisted therapy in cerebral palsy: a single-blind randomized controlled trial. Neurorehabilitation and Neural Repair. 29 (2), 183-192 (2015).
  29. Timmermans, A. A., et al. Effects of task-oriented robot training on arm function, activity, and quality of life in chronic stroke patients: a randomized controlled trial. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 11 (1), 45(2014).
  30. Hummel, F. C., et al. Controversy: noninvasive and invasive cortical stimulation show efficacy in treating stroke patients. Brain Stimulation. 1 (4), 370-382 (2008).
  31. Nair, D. G., et al. Optimizing recovery potential through simultaneous occupational therapy and non-invasive brain-stimulation using tDCS. Restorative Neurology and Neuroscience. 29 (6), 411-420 (2011).
  32. Nitsche, M. A., et al. Modulation of cortical excitability by transcranial direct current stimulation. Nervenarzt. 73 (4), 332-335 (2002).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Rehabilitacja ruchowapowr t do zdrowia po udarzemodulacja neuroplastyczno cistymulacja pierwotnej kory ruchowejterapia ruchu wspomagana robotycznieczone podej cie neuromodulacyjnefunkcja ko czyny g rnejzwi kszanie pobudliwo ci kory m zgowej

Powiązane artykuły