Łączne zastosowanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym i terapii robotycznej kończyny górnej

Zaburzenia neurologiczne, takie jak udar, porażenie mózgowe i urazowe uszkodzenie mózgu, są głównymi przyczynami długotrwałej niestabilności, obniżającej jakość życia pacjenta. Regeneracja motoryczna jest napędzana przez neuroplastyczność. Terapie rehabilitacyjne są więc silnie oparte na dużej dawce, intensywnym treningu i intensywnym powtarzaniu ruchów, aby umożliwić odzyskanie siły i zakresu ruchu.

Wykazano, że pojawienie się terapii wspomaganej robotem ma wielką wartość dla rehabilitacji, wpływając na proces neuroplastyczności i heregonizacji. Najważniejszą zaletą korzystania z technologii robotów i interwencji rehabilitacyjnych jest możliwość dostarczania wysokich dawek i wysokiej intensywności treningu, który w przeciwnym razie byłby bardzo pracochłonnym procesem. Pozwala również na natychmiastową percepcję i ocenę regeneracji motorycznej, a także może przekształcić powtarzające się czynności w znaczące interaktywne zadania funkcjonalne

Inną nową techniką opracowywaną w rehabilitacji jest tDCS, która jest krótsza dla przezczaszkowej stymulacji prądem stałym. tDCS to technika stymulacji mózgu o niskim stopniu unikania, która umożliwia zmiany pobudliwości prądowej poprzez zastosowanie elektrycznej stymulacji kory mózgowej o niskiej intensywności stosowanej powyżej tej liczby. tDCS, przezczaszkowa stymulacja prądem stałym, przyciągnęła ostatnio wiele uwagi badaczy, a także klinicystów.

Jest kilka powodów, które należy wyjaśnić. Głównym powodem jest jego wpływ na neuroplastyczność, a innymi powodami są to, że urządzenie tDCS jest tanie, a także dlatego, że tDCS jest techniką łatwą w użyciu. tDCS badano pod kątem kilku rodzajów chorób, takich jak padaczka, choroba Parkinsona, depresja i udar mózgu.

Jednak tDCS jest mało prawdopodobne, aby sam w sobie był optymalny dla powrotu do sprawności, ale jest coraz bardziej obiecujący jako terapia wspomagająca w rehabilitacji, ponieważ zwiększa plastyczność mózgu. Większość badań obejmujących terapie robotyczne lub tDCS wykorzystuje je w izolacji. Przeprowadzono niewiele badań łączących oba te czynniki, które mogłyby zwiększyć ich korzystne działanie poza każdą interwencją z osobna.

Te kilka małych badań wykazało możliwy efekt synergiczny między tymi dwiema procedurami z poprawą regeneracji motorycznej i zdolności funkcjonalnych. W tym filmie opisujemy połączone metody stosowane w naszym instytucie w celu poprawy sprawności motorycznej po udarze. tDCS może być stosowany zarówno przed, jak i w trakcie rehabilitacji robotycznej, jak wykazano w literaturze medycznej.

Potrzebne urządzenia: urządzenie tDCS,, gumki, gąbki, roztwór chlorku sodu, taśma miernicza, elektrody, bateria. Miejsce stymulacji zostanie znalezione poprzez pomiar skóry głowy. Korzystając z konwencji systemu EEG 10/20, jak opisano w naszym poprzednim artykule.

W tym protokole będziemy stymulować pierwszorzędową korę ruchową, a M1.To zlokalizować ten punkt, obliczyć 20% pomiaru małżowiny usznej. Miejsce to powinno odpowiadać lokalizacji C3/C4 EEG. Umieść elektrodę na środku tego miejsca, a elektrodę wtórną na kontralateralnym obszarze super orbitalnym.

Po przygotowaniu skóry i zlokalizowaniu miejsca stymulacji, po tDCS należy skierować pacjentów na terapię robotyczną. W tym protokole opiszemy zastosowanie komercyjnego MIT-Manus i T-WREX. Robot posiada kilka protokołów terapeutycznych, dzięki czemu pacjenci mogą ćwiczyć planowanie motoryczne, koordynację wzrokowo-ruchową, uwagę i masową praktykę.

Ćwiczenia i gry terapeutyczne ćwiczą zarówno zgięcie, jak i wyprost nadgarstka, a także odchylenie promieniowe i łokciowe. Ekran wideo pokazuje wskazówki dotyczące zadań, które badany musi wykonać i stale daje informacje zwrotne na temat pozycji ramienia. Podczas sesji terapii robotycznej terapeuta wybiera odpowiedni protokół leczenia, a robot może w razie potrzeby udzielić pomocy w czasie rzeczywistym.

Ramię MIT-Manus umożliwia trening zgięcia i wyprostu łokcia, wysuwania i cofania barku oraz rotacji wewnętrznej i zewnętrznej barku w płaszczyźnie poziomej. Robot będzie pomagał pacjentowi tylko w razie potrzeby. Na przykład, jeśli obiekt nie jest w stanie zrealizować zamierzonego ruchu w ciągu dwóch 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. Oprogramowanie robota zawiera kilka terapeutycznych gier ruchowych do treningu motorycznego. Wizualna informacja zwrotna zwykle składa się z żółtej kuli, którą pacjent musi przemieszczać między celami.

Dostępne są inne scenariusze szkoleniowe. T-WREX składa się z egzoszkieletu, który dopasowuje się do ramienia badanego i pozwala mu swobodnie poruszać stawami barkowymi, łokciowymi i nadgarstkowymi w trójwymiarowym ustawieniu. Regulowane ramię mechaniczne umożliwia zmienny poziom podparcia grawitacyjnego za pomocą mechanizmu sprężynowego, umożliwiając pacjentom z resztkową funkcją kończyny górnej osiągnięcie większego aktywnego zakresu ruchu.

Kompensacja dla ramienia biegnie od A do I i od A do E dla przedramienia. Składa się z liniowej skali podparcia grawitacyjnego, w której A nie ma podparcia grawitacyjnego. Dołączone protokoły terapeutyczne i gry pozwalają na trenowanie funkcji specyficznych dla zadania poprzez przesuwanie egzoszkieletu po przestrzeni roboczej 3D.

Łącząc ruchy barku, przedramienia, łokcia i nadgarstka, robot umożliwia powtarzalny trening specyficzny dla danego zadania. Sesja treningowa trwa zazwyczaj około 60 minut. Podczas każdej sesji osoba wykonuje około 72 powtórzeń ruchu w kierunku różnych celów funkcjonalnych.

Pomiędzy każdym ruchem należy zachować 10-sekundową przerwę, aby zapobiec zmęczeniu. Roboty pokazane na tym filmie mogą być wykorzystywane jako część programu rehabilitacyjnego w przypadku kilku urazów neurologicznych, w tym udaru, porażenia mózgowego i urazu rdzenia kręgowego. Oferują one nawet poważnie upośledzonym użytkownikom możliwość samodzielnego treningu i korzystania z bardzo intensywnej, powtarzalnej i samodzielnie inicjowanej terapii ruchowej ze zwiększoną motywacją użytkownika.

Nieinwazyjna stymulacja mózgu za pomocą tDCS wzbudziła ostatnio duże zainteresowanie ze względu na potencjalne efekty neuroplastyczności, stosunkowo niedrogi sprzęt, łatwość użycia i niewiele skutków ubocznych. Badania wykazały, że neuromodulacja z tDCS może potencjalnie modulować pobudliwość i plastyczność kory mózgowej, promując w ten sposób dodatkową poprawę sprawności motorycznej poprzez długotrwałe wzmocnienie poprzez stymulację pierwotnej kory ruchowej. Wcześniejsze badania wykazały elektrofizjologiczne efekty tDCS trwające do 90 minut oraz efekty behawioralne utrzymujące się do 30 minut po pojedynczej sesji tDCS trwającej 20 minut.

Dowody są jednak nadal kontrowersyjne, ponieważ pozytywne wyniki nie są spójne. Poprzednie badanie wykazało funkcjonalną poprawę motoryczną po stymulacji dwupółkulowej, która trwała dłużej niż okres interwencji. Dowody na skuteczność terapii robotycznej w rehabilitacji są bardziej widoczne, wykazując wyraźne stopniowe zmniejszanie się upośledzenia motorycznego.

Jednak ze względu na dużą liczbę producentów i kilka rodzajów urządzeń zrobotyzowanych, każda maszyna ma swoje własne właściwości, cechy i ograniczenia. Wieloośrodkowe, randomizowane, kontrolowane badanie wykazało, że pacjenci z przewlekłym udarem mózgu z umiarkowanym lub ciężkim upośledzeniem kończyny górnej mieli znaczącą, ale umiarkowaną poprawę funkcji ramienia, ruchu i jakości życia po treningu robotycznym w ciągu 36-tygodniowego okresu badania w porównaniu ze zwykłą opieką, ale nie przy intensywnej fizjoterapii. Chociaż badania neurorehabilitacji z oddzielnymi terapiami tDCS lub terapiami robotycznymi były już wcześniej prowadzone, przeprowadzono niewiele badań łączących te terapie.

W poprzednim badaniu oceniano wymiar czasu w skojarzonej terapii robotycznej z tDCS w rehabilitacji nadgarstka u pacjentów z przewlekłym udarem. Autorzy odkryli, że szybkość i płynność ruchu nadgarstka uległy poprawie o ponad 15%, gdy tDCS został dostarczony przed 20-minutową sesją treningu robota. Niniejsza praca miała na celu opisanie standardowego protokołu terapii łączącego nieinwazyjną stymulację mózgu i terapię ruchową wspomaganą przez robota, stosowaną jako uzupełnienie terapii konwencjonalnej, u pacjentów z deficytami funkcji ramienia w celu poprawy zdolności motorycznych.

tDCS i robotyka wykazują znaczące efekty motoryczne, ale większość z tych badań wykazuje te efekty, gdy techniki te są stosowane w izolacji. Ważne jest, aby zbadać, że kiedy połączymy te dwie techniki, możliwe jest zwiększenie ich wpływu na większą regenerację. Terapia robotyczna powoduje wzrost pobudliwości korowej w mózgu i wzrost dopływu do mózgu.

W połączeniu z tDCS mogą one skutkować lepszymi wynikami motorycznymi ze względu na synergiczny efekt tych terapii w połączeniu.