Method Article

Nieinwazyjna stymulacja elektryczna zakłóceń skroniowych w rehabilitacji rdzenia kręgowego

DOI:

10.3791/68574

⸱

October 31st, 2025

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

In This Article

Summary

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

Niniejsze badanie proponuje protokół stymulacji TI w przypadku urazów rdzenia kręgowego, który optymalizuje rozmieszczenie elektrod dla określonych obszarów i efektywnie wdraża tę zoptymalizowaną strategię w zastosowaniach klinicznych.

Abstract

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

Uszkodzenie rdzenia kręgowego (SCI) może prowadzić do trwałej utraty funkcji ruchowych, czuciowych i autonomicznych, co stanowi poważne wyzwanie kliniczne dla rehabilitacji. Oprócz konwencjonalnych metod rehabilitacji, często stosuje się stymulację rdzenia kręgowego znieczuloną zewnątrzoponową (eSCI), aby przyspieszyć rekonwalescencję. Jednak inwazyjny charakter eSCI ogranicza akceptację i szerokie stosowanie przez pacjentów. W porównaniu z tradycyjną stymulacją rdzenia kręgowego, stymulacja interferencji skroniowej (TI) oferuje nieinwazyjne podejście stymulujące głębokie obszary rdzenia kręgowego, co czyni ją obiecującą techniką leczenia rdzenia rdzeniowego. Kluczowym czynnikiem zapewniającym skuteczną stymulację TI w rehabilitacji rdzenia rdzeniowego jest precyzyjne umieszczenie dwóch par elektrod na powierzchni skóry, aby wygenerować silną otoczkę pola elektrycznego w docelowym obszarze rdzenia kręgowego. Proponujemy unikalny protokół wykorzystujący symulacje pola elektrycznego oraz optymalizację parametrów do określenia optymalnego rozmieszczenia elektrod dla konkretnych obszarów rdzenia rdzeniowego. Dodatkowo protokół ten dostarcza systematycznego opisu efektywnego wdrażania zoptymalizowanej strategii umieszczania elektrod w klinicznej stymulacji TI.

Introduction

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

Uszkodzenie rdzenia kręgowego (SCI) to wyniszczające zaburzenie ośrodkowego układu nerwowego, które może prowadzić do trwałej utraty funkcji ruchowych, czuciowych i autonomicznych poniżej poziomu urazu 1,2. W konsekwencji leczenie i rehabilitacja pacjentów z rdzeniem rdzeniowym stały się kluczowym punktem zarówno badań naukowych, jak i praktyki klinicznej. Tradycyjne podejścia terapeutyczne, w tym terapie farmakologiczne i fizykalne, mają pewne ograniczenia w wspieraniu funkcjonalnej regeneracji 3,4,5,6.

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

Protocol

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

Badanie to obejmuje ludzi i zostało przeprowadzone zgodnie z Deklaracją Helsińską. Uzyskano etyczną zgodę od Instytucjonalnej Rady Przeglądowej Uniwersytetu Zhejiang. Przed włączeniem do badania uzyskano pisemną świadomą zgodę wszystkich uczestników, zapewniając im pełne poinformowanie o celu badania, procedurach, potencjalnych ryzykach oraz prawie do wycofania się w dowolnym momencie bez kary. Odczynniki i sprzęt użyty w tym badaniu są wymienione w Tabeli Materiałów.

Przeciwwskazania i szczególne kwestie
Pacjenci SCI są oceniani pod kątem kwalifikacji za pomocą kwestionariusza historii medycznej oraz ....

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

Results

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

Podczas przeprowadzania symulacji TI bez błędów można uzyskać średnią intensywność pola elektrycznego w docelowym obszarze rdzenia kręgowego stymulowaną przez prądową grupę par elektrod. Biorąc na przykład Grupę 10 stymulującą obszar docelowy C5 (Rysunek 9), "Volume Weighted Average" wyświetlana w interfejsie wynosi 0,50 V/m. Dodatkowo, klikając "Max Modulation - Mask Filter - Viewers - Surface Viewer", można zachować trójwymiarowy widok rozkładu pola elekt.......

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

Discussion

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

Kluczowe kroki

Ustawianie warunków symulacji
Gdy elektrody są umieszczane na powierzchni skóry modelu ludzkiego, cylindryczne elektrody są częściowo osadzone w skórze, aby nie było przerwy powietrznej między elektrodami a skórą. W przeciwnym razie prąd nie może przenikać przez powietrze do ludzkiego ciała. Odległość od elektrody do początku (d1, d2) mierzy się wzdłuż powierzchni skóry, ponieważ skóra nie jest idealnie płaska. Ta odl.......

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

Disclosures

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

Wszyscy autorzy deklarują brak konfliktów interesów związanych z tym artykułem.

Acknowledgements

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

Badania wspierane przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (52407261), program badawczo-rozwojowy "Pionier" i "Wiodąca Gęś" Zhejiang (2025C01137), Kluczowy Plan Badawczo-Rozwojowy Prowincji Zhejiang (2024C03040), Specjalny Projekt Badawczy Stowarzyszenia Medycyny Rehabilitacyjnej Zhejiang (ZKKY2024008) oraz Sim4Life prowadzony przez ZMT, www.zmt.swiss.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3T MRI lub CT system Siemens HealthineersMAGNETOM Skyra (MRI) / SOMATOM X.cite (CT)
Taśma klejąca3MDurapore 1538-1
Chusteczki alkoholowePDI HealthcareS41125
BateriaNeurodomeAkcesorium NervioX-1000
Komputer Dell TechnologiesPrecision 366016 GB RAM, procesor wielordzeniowy
Żel przewodzący elektrycznieSoterix HD-1WIEK-12
Adapter elektrodNeurodomeAkcesorium NervioX-1000
Oprogramowanie do symulacji elektromagnetycznejZMT Zurich MedTech AGSim4Life v8.0
Modele symulacyjne na ludziach;Fundacja IT'ISWirtualna populacja 3.0Duke (Statyczny) 3.0, Ella (Statyczny) 3.0
IzopropylowyMedline IndustriesMDS098003Z
MiarkaNarzędzia Stanley33-725
Ręcznik papierowyKimberly-ClarkKimwipes 34155
Strzykawka lub aplikatorBD305857
Stymulator TINeurodomeNervioX-1000Urządzenie do stymulacji zakłóceń czasowych
Dwie pary elektrod i kabli Ag/AgClShanhai Medical LtdSZTY
Znacznik zmywalnyCrayola58-7726

References

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

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

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Tags

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

Related Articles