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Neuroscience

इलेक्ट्रोड और transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना में पोजिशनिंग संग्रथित

doi: 10.3791/2744 Published: May 23, 2011

Summary

Transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान (tDCS) उत्तेजना के एक स्थापित करने के लिए cortical excitability मिलाना तकनीक

Abstract

Transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान (tDCS) उत्तेजना एक तकनीक है कि अधिकता किया गया है पिछले एक दशक में जांच के रूप में इस विधि एक गैर इनवेसिव और सुरक्षित cortical 2 excitability बदलने के विकल्प प्रदान करता है. tDCS के एक सत्र के प्रभाव में कई मिनट के लिए पिछले कर सकते हैं और इसके प्रभाव उत्तेजना के polarity पर निर्भर करती है, जैसे कि cathodal उत्तेजना cortical excitability में कमी लाती है, और anodal उत्तेजना cortical excitability में वृद्धि की अवधि से परे पिछले कर सकते हैं लाती 6 उत्तेजना. संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान में इन प्रभावों का पता लगाया है और भी चिकित्सकीय neuropsychiatric विकारों की एक किस्म में - खासकर जब कई लगातार 4 सत्रों में लागू है . एक ऐसा क्षेत्र है कि neuroscientists और चिकित्सकों के ध्यान आकर्षित किया गया है दर्द से संबंधित तंत्रिका 3,5 नेटवर्क के मॉडुलन के लिए tDCS का उपयोग है . प्राथमिक मोटर प्रांतस्था और dorsolateral prefrontal प्रांतस्था 7: दर्द अनुसंधान के क्षेत्र में दो मुख्य cortical क्षेत्रों के मॉडुलन पता लगाया गया है. इलेक्ट्रोड असेंबल की महत्वपूर्ण भूमिका के कारण, इस अनुच्छेद में, हम दर्द पर tDCS चिकित्सीय परीक्षण के लिए इलेक्ट्रोड नियुक्ति के लिए विभिन्न विकल्पों दिखाने, उत्तेजना के प्रत्येक विधि के फायदे और नुकसान पर चर्चा.

Protocol

1. माल

  1. यदि आप सभी सामग्री की जरूरत (1 टेबल, चित्रा 1) की जाँच करें.
    TDCS उपकरणों बैटरी चालित और miliAmps रेंज में एक अधिकतम उत्पादन के साथ एक निरंतर वर्तमान उत्तेजक औधधि के रूप में कार्य किया जाना चाहिए. कुछ उपकरणों में बैटरी प्रभार्य किया जा सकता है. लगातार वोल्टेज stimulators (वोल्टेज नियंत्रित) tDCS के लिए उपयुक्त नहीं हैं. बिजली के आउटलेट का उपयोग डिवाइस शक्ति को सुविधाजनक या उपयुक्त मल कामकाज उपकरणों के रूप में कोई चेतावनी के साथ विद्युत धाराओं के बड़ी तीव्रता उद्धार हो सकता है नहीं है.
  2. TDCS के लिए इस्तेमाल किया इलेक्ट्रोड को आम तौर पर एक धातु या प्रवाहकीय रबर जो एक इलेक्ट्रोलाइट्स (नमक के साथ तरल पदार्थ) के साथ संतृप्त है एक छिद्रित स्पंज जेब में संलग्न इलेक्ट्रोड से मिलकर बनता है. एक और संभावना प्रवाहकीय जेल के साथ रबर इलेक्ट्रोड का उपयोग है. धातु इलेक्ट्रोड (जहां उत्तेजक औधधि से इलेक्ट्रॉनों 8 शरीर के माध्यम से किया आयनों के लिए परिवर्तित कर रहे हैं) भर में मौजूदा प्रत्यक्ष वर्तमान के लम्बे समय तक बीतने पीएच परिवर्तन के रूप में अवांछित विद्युत उत्पादों का उत्पादन कर सकते हैं. स्पंज जेब कार्य शारीरिक अलग कर सकते हैं और इस प्रकार बफर, विद्युत रासायनिक परिवर्तन से त्वचा.
  3. इस कारण के लिए, धातु या रबर इलेक्ट्रोड tDCS के दौरान त्वचा पर कभी नहीं रखा जाना चाहिए. उत्तेजना उपयोगकर्ता के दौरान इसी तरह स्पंज निर्जलीकरण और आंदोलन के खिलाफ सतर्क होना चाहिए. एक और संबंधित विचार और tDCS इलेक्ट्रोड का पुनः प्रयोज्य स्थायित्व है. हमारा अनुभव है कि, खासकर जब इलेक्ट्रोड के polarity घुमाया, और उचित उत्तेजना लगातार बनाए रखा शर्तों, रबर और धातु इलेक्ट्रोड फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है. इलेक्ट्रोलाइट के चुनाव आगे नीचे चर्चा है. ऑपरेटिंग अनुभव से, यह फ्लैट का उपयोग करने की सिफारिश की है, और मोटे भी नहीं छेदा स्पंज, के रूप में वे सबसे अच्छा इलेक्ट्रोलाइट प्रवाहकत्त्व समाधान को अवशोषित और वर्दी त्वचा से संपर्क प्रदान 8.
  4. सामयिक anesthetics लागू करने की संभावना है. लघु स्थायी उत्तेजना के लिए विशेष रूप से, जब ramping संभव नहीं है, यह somatosensory धारणा और असहज TDC उत्तेजना से उत्पन्न होने वाली अनुभूति को रोकने सकता है. स्थानीय anesthetics के सामयिक अनुप्रयोग का उपयोग करने के लिए एक अन्य कारण के लिए नकली और सक्रिय tDCS स्थितियों के बीच सबसे अच्छा तुलनात्मकता बनाने के लिए, के बाद से कोई विषय नहीं अगर मौजूदा बह है या नहीं और इष्टतम चकाचौंध स्थिति की गारंटी होगा महसूस होता है. यह दृष्टिकोण विशेष चपेट में है जब बड़ा तीव्रता का उपयोग के रूप में चकाचौंध कम इस स्थिति में 7 प्रभावी हो सकता है की योजना बना. हालांकि सनसनी / दर्द और त्वचा की जलन हमेशा नहीं सहसंबद्ध होते हैं, सामयिक anesthetics के अत्यधिक उपयोग गंभीर प्रतिकूल जल के रूप में इस तरह के प्रभाव मुखौटा हो सकता है.

इस गाइड में हम दर्द प्रबंधन के लिए सेट अप सबसे विशिष्ट tDCS वर्णन: कोई सामयिक चतनाशून्य करनेवाली औषधि के साथ प्रवाहकीय रबर इलेक्ट्रोड, जेब प्रकार छेदा स्पंज, दोनों सिर पर रखा, का उपयोग.

2. माप

  1. सुनिश्चित करें कि विषय आराम से बैठा है.
  2. उत्तेजना के क्षेत्र खोपड़ी के माप के माध्यम से मिल जाएगा. आम तौर पर ईईजी 10/20 प्रणाली के सम्मेलन 7 इस्तेमाल किया है. उत्तेजना की साइट अपने प्रयोगात्मक दृष्टिकोण पर निर्भर करता है.
  3. उपगम्यता (चित्रा 2) के स्थानीयकरण खोजें:
    Inion nasion की दूरी को मापने के लिए और आधे रास्ते के निशान एक त्वचा मार्कर का उपयोग करें.
    Nasion - माथे और नाक के बीच नाक हड्डियों के जंक्शन पर, बिंदु (चित्रा 3) .
    Inion - पश्चकपाल हड्डी का सबसे प्रमुख बिंदु (चित्रा 3).
    पूर्व auricular अंक के बीच की दूरी को मापने के लिए और आधे रास्ते निशान. दोनों आधे रास्ते उपगम्यता खोजने के धब्बे मार्क.
    1. प्राथमिक मोटर प्रांतस्था, या M1 का पता लगाने के लिए, auricular माप के 20% का उपयोग करें और CZ से auricular लाइन (उपगम्यता के पक्ष के लिए) (चित्रा 4) के माध्यम से इस माप का उपयोग करें. इस मौके C3/C4 ईईजी स्थान के अनुरूप होना चाहिए. स्थानीयकरण का यह तरीका पर्याप्त पारंपरिक बड़े इलेक्ट्रोड tDCS focality दिया है. अधिक फोकल tDCS के लिए cortical स्थानीयकरण के अन्य तरीकों की जरूरत हो सकती है.
    2. Dorsolateral prefrontal प्रांतस्था (DLPFC) 9,10 पता लगाने के लिए: एक व्यावहारिक विधि पांच सेंटीमीटर आगे या M1 के स्थान से 10/20 ईईजी प्रणाली का उपयोग को मापने के लिए है . यह F3 या F4 ईईजी स्थान, के रूप में यहाँ देखा (चित्रा 5) के अनुरूप होना चाहिए. उत्तेजना साइट का निर्धारण करने का यह तरीका पर्याप्त है जब पारंपरिक tDCS इलेक्ट्रोड का उपयोग. अधिक फोकल tDCS के लिए cortical स्थानीयकरण के अन्य तरीकों neuronavigation रूप में हो सकता है, जरूरत हो सकती है.

3. त्वचा तैयारी

  1. किसी भी पूर्व बाहर निकलने जलन, कटौती, या घावों के लिए त्वचा का निरीक्षण - क्षतिग्रस्त त्वचा और खोपड़ी घावों पर उत्तेजक से बचें.
  2. प्रवाहकत्त्व में वृद्धि करने के लिए, बाल दूर उत्तेजना की साइट से और कदम त्वचा की सतह को साफ करने के लिए लोशन, गंदगी, आदि के किसी भी लक्षण को हटाने औरयह शुष्क करने की अनुमति देते हैं. घने बाल के साथ विषयों के लिए, प्रवाहकीय जेल का उपयोग आवश्यक हो सकता है.
  3. यदि फिर से प्रयोग करने योग्य इलेक्ट्रोड का उपयोग, रबर और पहनने के लिए insets स्पंज का निरीक्षण किया. रबर और पहनने के लिए insets स्पंज का निरीक्षण किया. अगर वहाँ गिरावट के कोई सबूत नहीं है, बाहर गंदा घटक फेंक और एक नया इलेक्ट्रोड का उपयोग करें.

4. स्थिति इलेक्ट्रोड

  1. उत्तेजना और त्वचा की तैयारी की साइट खोजने के बाद आप एक लोचदार या रबर सिर परिधि के चारों ओर सिर पट्टियाँ जगह चाहिए. लोचदार सिर पट्टा inion के तहत रखा जाना चाहिए के रूप में उत्तेजना के दौरान आंदोलन से बचने के लिए. लोचदार पट्टियाँ गैर का आयोजन सामग्री (या वे इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करेंगे) और गैर शोषक सामग्री (करने के लिए स्पंज से तरल पदार्थ को अवशोषित पट्टियों से बचने) का बनाया जाना चाहिए.
  2. स्पंज के प्रत्येक पक्ष नमकीन घोल से लथपथ होना चाहिए. एक 35 सेमी दो स्पंज के लिए, पक्ष के अनुसार समाधान के लगभग 6 एमएल (स्पंज प्रति 12 एमएल की कुल पर्याप्त हो सकता है) . सावधान रहो, स्पंज खत्म नहीं सोख (गीला वहाँ कोई लीक पानी जरूरत से ज्यादा होना चाहिए, लेकिन यह भी सूखी नहीं के रूप में एक अच्छा इलेक्ट्रोड संपर्क है). विषय भर में लीक तरल पदार्थ से बचें. आप एक सिरिंज का उपयोग करने के लिए और अधिक समाधान जोड़ने अगर जरूरत कर सकते हैं.
    वहाँ सबूत है कि कम NaCl सांद्रता (15 मिमी) के साथ इलेक्ट्रोलाइट समाधान उच्च NaCl सांद्रता (220 मिमी) 11,12 के साथ उन समाधान की तुलना में अधिक आरामदायक के रूप में tDCS के दौरान माना जाता है. चूंकि deionised पानी की ईओण ताकत बहुत है कि सभी NaCl समाधान के की तुलना में कम है, वहाँ एक काफी बड़ा वोल्टेज इलेक्ट्रोड के पार और त्वचा के माध्यम से NaCl समाधान की तुलना में वर्तमान ले करने के लिए आवश्यक है. इस प्रकार, यह उदारवादी NaCl एकाग्रता के साथ समाधान के उपयोग की सिफारिश की है, रेंज 15 मिमी में 140 मिमी के लिए, के रूप में इन सांद्रता में tDCS अधिक आरामदायक के रूप में माना जा संभावना है, मामूली कम वोल्टेज की आवश्यकता है जबकि अभी भी 11 वर्तमान के अच्छे चालन की अनुमति जैल (ईईजी जैसे अनुप्रयोगों से अनुकूलित) का उपयोग भी माना गया है - एक मुख्य सीमा स्वच्छ सेट निम्नलिखित उत्तेजना की वृद्धि हुई परेशानी सिद्ध परिणाम के बारे में जब छेदा स्पंज इलेक्ट्रोड का उपयोग कर के लाभ के बिना है.
  3. डिवाइस के लिए केबल कनेक्ट.
    अगर उत्तेजक औधधि पर पहले या उत्तेजक औधधि के लिए तैनात इलेक्ट्रोड को जोड़ने के बाद संचालित किया जाना चाहिए पर अपने उत्तेजक औधधि ऑपरेटिंग पुस्तिका के साथ परामर्श करें. सभी stimulators का प्रयोग, इलेक्ट्रोड या नहीं किया जा डिस्कनेक्ट जुड़ा जब वर्तमान प्रवाह शुरू किया गया है चाहिए. सुनिश्चित करें कनेक्शन polarity सही है के रूप में tDCS के प्रभाव अत्यधिक polarity हैं विशिष्ट (आमतौर पर, लाल Anode इलेक्ट्रोड इंगित करता है, और काले या नीले कैथोड इलेक्ट्रोड इंगित करता है, इस सम्मेलन लेकिन अपनी डिवाइस के साथ जाँच करें). ध्यान दें कि tDCS (और मोटे तौर पर और अधिक सामान्य में बिजली की उत्तेजना) के संदर्भ में, "Anode" हमेशा सापेक्ष सकारात्मक टर्मिनल जहां सकारात्मक वर्तमान परिचय शरीर बहती है, जबकि "कैथोड" रिश्तेदार नकारात्मक टर्मिनल इंगित करता है जहां सकारात्मक वर्तमान बाहर निकलता है तो संकेत शरीर.
  4. संबंधक कॉर्ड पिन सुरक्षित प्रवाहकीय इनसेट रबर पर गोदाम के उद्घाटन में सम्मिलित करें.
  5. प्रवाहकीय स्पंज में इनसेट रबर स्लाइड. केबल के अछूता भाग स्पंज जेब खोलने से बहर जाएगा. सुनिश्चित करें कि पूरे प्रवाहकीय इनसेट रबर स्पंज द्वारा कवर किया जाता है और है कि वहाँ संबंधक कॉर्ड पिन के कोई हिस्सा है है दिखाई है.
  6. एक लोचदार सिर का पट्टा नीचे स्पंज इलेक्ट्रोड रखें. सुनिश्चित करें कि अत्यधिक तरल पदार्थ इस प्रक्रिया के दौरान खोपड़ी पर्यत स्पंज से नहीं निकली के रूप में इस खोपड़ी भर में वर्तमान प्रवाह प्रसार और तरल पदार्थ के स्पंज खलाना है.
  7. पहली लोचदार सिर पट्टा को असेंबल इलेक्ट्रोड (टेबल 2) आप उपयोग करना चाहते के अनुसार दूसरा लोचदार सिर पट्टा कनेक्ट. अन्य लोचदार सिर पट्टियाँ इस्तेमाल किया जा सकता है.
  8. दूसरा लोचदार सिर का पट्टा के तहत सिर पर दूसरी स्पंज इलेक्ट्रोड रखें. सुनिश्चित करें कि आप इसे चिह्नित क्षेत्र में आप को प्रोत्साहित करना चाहते हैं पर जगह है.
  9. एक डिवाइस टर्मिनल से एक इलेक्ट्रोड के माध्यम से, शरीर भर में दूसरा इलेक्ट्रोड के माध्यम से पथ, और दूसरी डिवाइस टर्मिनल करने के लिए वापस एक सर्किट रूपों - जो की कुल प्रतिरोध (इलेक्ट्रोड और शरीर की प्रतिरोधक क्षमता का योग) मापा जा सकता है. यदि समग्र प्रतिरोध उच्च असामान्य है, यह अनुचित इलेक्ट्रोड सेट अप का संकेत हो सकता है. यदि यह सिफारिश की जाएगी - अपने डिवाइस उपाय प्रतिरोध संकेत क्षेत्र उचित इलेक्ट्रोड संपर्क प्रदर्शित करना चाहिए. आदर्श रूप में, एक 5k Ohms के तहत प्रतिबाधा है उद्देश्य होना चाहिए. कुछ उपकरणों प्रतिरोध बजाय पथ भर में वोल्टेज संकेत मिलता है - इस मामले में प्रतिरोध बस ohms कानून (= प्रतिरोध / वोल्ट वर्तमान लागू इंगित) का उपयोग कर परिकलित किया जा सकता. कई उपकरणों को उत्तेजना के दौरान प्रतिरोध का एक संकेत प्रदान करने के लिए जारी है, जो एक संभावित खतरनाक का पता लगाने के लिए एक उपयोगी तरीका प्रदान करता हैस्थिति (जैसे एक सुखाने इलेक्ट्रोड के रूप में). कुछ मामलों में, इस डिवाइस स्वचालित रूप से उत्तेजना समाप्त होगा या एक निश्चित सीमा से परे प्रतिरोध बढ़ जाती है अगर उत्तेजना तीव्रता को कम करने.

5. प्रारंभ tDCS

  1. प्रक्रिया शुरू पहले, किसी भी मतभेद के लिए स्क्रीन विषयों (चर्चा देखें).
  2. विषय, आराम से, आराम और प्रक्रिया के दौरान जाग जाना चाहिए. TDCS के दौरान वर्तमान cortical गतिविधि के साथ अनियंत्रित हस्तक्षेप से परहेज किया जाना चाहिए. मोटर प्रांतस्था क्षेत्र उत्तेजना के लिए, यह प्रदर्शन किया गया है कि गहन संज्ञानात्मक लक्षित क्षेत्र के रूप में के रूप में अच्छी तरह से लंबे समय तक मांसपेशी संकुचन द्वारा मोटर प्रांतस्था का भारी सक्रियण के लिए असंबंधित प्रयास tDCS 13 के प्रभाव abolishes.
  3. TDCS उत्तेजक औधधि है कि आप के साथ तीव्रता, समय, और अगर आपके डिवाइस, नकली हालत सेटिंग (10 चित्रा) के लिए लागू सहित, को प्रोत्साहित करना चाहते हैं पर सेटिंग्स समायोजित करें. ध्यान दें कि कुछ stimulators पर स्विच किया जा इलेक्ट्रोड और त्वचा के बीच संपर्क से पहले बिजली के झटके से बचने के लिए किया जाता है.
  4. अब tDCS आरंभ करें. किसी भी प्रतिकूल प्रभाव को कम करने के लिए वर्तमान ramping द्वारा वर्तमान प्रवाह शुरू करते हैं. कई वाणिज्यिक उपकरणों के लिए स्वचालित रूप से वर्तमान रैंप पर और बंद करने के लिए सुविधाओं में शामिल हैं. एक बिंदु है कि ध्यान दिया जाना चाहिए चाहिए है कि विषयों को आम तौर पर कुछ स्थानीय सनसनी भी महसूस जारी रखने के बाद वर्तमान बंद है.
  5. कुछ विषयों प्रारंभिक tDCS अवधि के दौरान परेशानी का अनुभव हो सकता है. ऐसे मामलों में वर्तमान मामूली एक अस्थायी अवधि के लिए कम किया जा सकता है, उदाहरण के लिए 50% द्वारा, विषय के रूप में समायोजित कर देता है, तो धीरे धीरे वापस वृद्धि हुई वांछित स्तर तक. यह सुविधा इस्तेमाल किया जा रहा है डिवाइस पर निर्भर हो सकता है.
  6. उत्तेजना की शुरुआत में, विषयों के बहुमत एक मामूली खुजली सनसनी अनुभव, तो जो ज्यादातर मामलों में fades. इसी तरह, उत्तेजक सर्किट के तेजी से परिवर्तन तुरंत परिधीय तंत्रिका फायरिंग प्रेरित हो सकता है. विषय यह आँखों के पास इलेक्ट्रोड के साथ संक्षिप्त रेटिना phosphenes के रूप में नोटिस कर सकते हैं. इन प्रभावों को काफी हद तक उपचार की शुरुआत और अंत में वर्तमान और नीचे ramping द्वारा बचा जा सकता है है. यह भी चक्कर आना या सिर का चक्कर को रोकने सकता है कभी - कभी वर्तमान जब अचानक वृद्धि हुई है या कमी आई रिपोर्ट 7 .
  7. उत्तेजना के बाद, वर्तमान प्रवाह के रूप में अच्छी तरह से ramped बंद किया जाना चाहिए उच्च परिभाषा (HD-tDCS) tDCS पर ध्यान दें: छोटे इलेक्ट्रोड तो लगभग 2 2 सेमी HD-tDCS कहा जाता है और अक्सर इलेक्ट्रोड का सरणी (दो से अधिक) का उपयोग करता है के साथ tDCS विशिष्ट 14 अनुप्रयोगों के लिए मस्तिष्क के माध्यम से वर्तमान का मार्गदर्शन करने के लिए. यह तरीकों कागज केवल पारंपरिक tDCS (बड़ा स्पंज इलेक्ट्रोड का उपयोग) पर केंद्रित है, और यह महत्वपूर्ण है पर जोर देना है कि HD-tDCS विशिष्ट इलेक्ट्रोड 15, त्वचा की तैयारी, और उत्तेजक औधधि हार्डवेयर की आवश्यकता है. यह tDCS स्पंज 14,15 इलेक्ट्रोड 1-2 मा का उपयोग कर को लागू करने के लिए अनुशंसित नहीं है.

6. प्रक्रिया के बाद

  1. Transcranial डीसी उत्तेजना नियमित रूप से मूल्यांकन करने के लिए और समय की एक लंबी अवधि में इस तकनीक का सुरक्षा रिकॉर्ड करने के लिए, यह प्रतिकूल प्रभाव की एक प्रश्नावली का उपयोग करने के लिए सिफारिश की है.
  2. इस तरह के एक प्रश्नावली किसी भी संभावित प्रतिकूल प्रभाव tDCS के साथ जुड़े को शामिल करना चाहिए. सबसे आम प्रतिकूल प्रभाव झुनझुनी हैं, खुजली और जलन अनुभूतियां, सिर दर्द, और बेचैनी. आप Brunoni एट अल के लेख में इस तरह के एक प्रश्नावली के लिए एक उदाहरण मिल सकते हैं . (2011) 16. यह भी एक 1 से 5 या 1 to10 ग्रेड पैमाने की तरह प्रतिकूल प्रभाव पर मात्रात्मक इकट्ठा करने के लिए सिफारिश की है.
  3. एक नकली उत्तेजना की स्थिति के बाद भी इस प्रतिकूल प्रभाव प्रश्नावली का उपयोग करना चाहिए दो उत्तेजना स्थितियों के बीच एक बेहतर तुलनात्मकता प्रकट. वहाँ सबूत है कि नकली उत्तेजना खुजली और झुनझुनी सक्रिय उत्तेजना के रूप में उत्तेजना के एक तुलनीय मात्रा का कारण बनता है.

7. प्रतिनिधि परिणाम:

उचित सेटअप के साथ, tDCS डिवाइस को प्रदर्शित करना चाहिए कि या तो वर्तमान सक्रिय tDCS स्थिति के दौरान बह रही है, या डिवाइस दिखावा मोड प्रदर्शित जब एक दिखावा उत्तेजना प्रक्रिया (10 चित्रा) चल रहा है चाहिए .

ध्यान से, यह दर्शाता है कि वर्तमान प्रणाली के माध्यम से बह रहा है डिवाइस के साथ भी, वर्तमान वास्तव में त्वचा के माध्यम से दरकिनार हो सकता है किया जा रहा है. आदेश में इस प्रभाव से बचने के लिए, यह इलेक्ट्रोड के बीच पर्याप्त दूरी है की सिफारिश की है. हम मॉडलिंग अध्ययनों के अनुसार करने की सलाह देते हैं कि कम से कम 8cm जब 5x7cm इलेक्ट्रोड 17 का उपयोग.

इसके अलावा, यह कंप्यूटर सिर 14 मॉडल और neurophysiological अध्ययन से परामर्श करने की सिफारिश की है. इन अतिरिक्त कदम यह सुनिश्चित होता है कि एक विशिष्ट असेंबल जांच की जा रही है कि क्षेत्र में cortical excitability में महत्वपूर्ण परिवर्तन के साथ जुड़ा हुआ है.

Anodal उत्तेजना के लिए प्रतिनिधि मैं एक हैमस्तिष्क excitability के ncrease, जबकि cathodal उत्तेजना cortical excitability की कमी की ओर जाता है है. इस के लिए मजबूत सबूत प्राथमिक मोटर प्रांतस्था (चित्रा 6) लक्ष्यीकरण परीक्षणों में पता चला है.

इलेक्ट्रोड के आकार की भिन्नता फोकल प्रभाव के एक बदलाव के लिए होता है. इलेक्ट्रोड के व्यास का एक कमी के साथ, एक और अधिक फोकल उत्तेजना प्राप्त किया जा सकता है. यह मोटर प्रांतस्था पर टीएमएस का उपयोग करके साबित किया जा सकता है है. इलेक्ट्रोड का आकार बढ़ाने के द्वारा दूसरी ओर यह संभव है एक कार्यात्मक अप्रभावी इलेक्ट्रोड (चित्रा 8) है .

20 मिनट या अधिक के सत्र की अवधि के साथ और लगातार दिन पर कई सत्रों के साथ, tDCS के प्रभाव के बाद अब पिछले जाएगा. इस के लिए उदाहरण दर्द syndromes के इलाज है.

एक महत्वपूर्ण बिंदु संदर्भ इलेक्ट्रोड का स्थान है. यदि कोई extracephalic स्थान चुना है, अन्वेषक संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में मौजूदा वितरण के बारे में पता होना प्रेरित वर्तमान की चोटी विस्थापित हो सकता है और tDCS के प्रभाव को संशोधित करना चाहिए.

चित्रा 1
चित्रा 1 माल.

चित्रा 2
चित्रा 2: उपगम्यता स्थिति. Cortical क्षेत्रों 10/20 प्रणाली के अनुसार चिह्नित.

चित्रा 3
चित्रा 3: Nasion और Inion स्थिति

चित्रा 4
चित्रा 4: मोटर प्रांतस्था स्थिति. Cortical क्षेत्रों 10/20 प्रणाली के अनुसार चिह्नित.

चित्रा 5
चित्रा 5: DLPFC स्थिति. DLPFC = dorsolateral prefrontal प्रांतस्था. Cortical क्षेत्रों 10/20 प्रणाली के अनुसार चिह्नित.

चित्रा 6
चित्रा 6: कारण cortical excitability में वर्तमान polarity और tDCS असेंबल करने के लिए बदलें. तालिका: मोटर के आकार पर TDC उत्तेजना के प्रेरित प्रभाव (एमईपी) की क्षमता पैदा की, transcranial चुंबकीय उत्तेजना (टीएमएस) द्वारा मूल्यांकन. उत्तेजना के बाद एमईपी आयाम एमईपी के प्रतिशत में उत्तेजना के बिना दिया जाता है. ध्यान दें कि केवल मोटर प्रांतस्था (एम 1) - contralateral सुप्रा कक्षीय (Fp2) असेंबल सेटिंग anodal बाद एमईपी आकार के एक उल्लेखनीय वृद्धि और cathodal उत्तेजना के बाद एमईपी आयाम की कमी की ओर जाता है. अन्य tDCS montages में एमईपी आयाम पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव हैं. चित्र: इलेक्ट्रोड 6 प्लेसमेंट (Nitsche 2000 से संशोधित).

7 चित्रा
चित्रा 7: इलेक्ट्रोड आकार

8 चित्रा
चित्र: 8 इलेक्ट्रोड के आकार घटाना tDCS का एक और अधिक focally प्रभाव की ओर जाता है है. बलवान पैदा की क्षमता (एमईपी) फुसलाकर भगा ले जानेवाला digiti minimi (एडीएम) और anodal या cathodal tDCS के दौरान पहली पृष्ठीय interosseus मांसपेशियों (एफडीआई) के आयाम आकार है. एक 35 सेमी 2 इलेक्ट्रोड की हालत का प्रयोग, anodal और cathodal tDCS एक समान हद तक एडीएम और प्रत्यक्ष विदेशी निवेश का एमईपी आयाम आकार को प्रभावित. इस संग्रथित पर, दोनों हाथ की मांसपेशियों प्रतिनिधित्व क्षेत्रों उत्तेजक इलेक्ट्रोड के नीचे स्थित हैं. एक छोटे इलेक्ट्रोड है, जो केवल एडीएम के प्रतिनिधित्ववादी क्षेत्र पर रखा गया है के मामले में, cortical एफडीआई प्रतिनिधित्व के एमईपी आयाम परिवर्तन के प्रभाव प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य (पीले स्तंभ देख) नहीं 18 (2007 Nitsche से संशोधित) .

9 चित्रा
चित्र: 9 ऊतक निर्भर वर्तमान घनत्व. वर्तमान घनत्व के विभिन्न ऊतकों में गणना की थी. वर्तमान घनत्व के परिमाण ऊतक की चालकता पर निर्भर है. ध्यान दें कि लगभग 10 प्रतिशत वर्तमान घनत्व के ग्रे मैटर 19 (2007a वैगनर से संशोधित) तक पहुँचता है.

10 चित्रा
चित्रा 10: विभिन्न उत्तेजना की स्थिति: सक्रिय बनाम नकली . कुछ tDCS उपकरणों सक्रिय और नकली हालत के लिए सेट अप प्रदान करते हैं. आम तौर पर लागू उत्तेजना के एक हल्के संकेत के साथ संकेत दिया है.

सामग्री
TDCS डिवाइस
9V बैटरी (2x)
दो रबर सिर बैंड
दो प्रवाहकीय रबर इलेक्ट्रोड
दो स्पंज इलेक्ट्रोड
केबल्स
NaCl समाधान
मापन टेप

तालिका 1 माल.

Anode इलेक्ट्रोड पोजिशनिंग कैथोड इलेक्ट्रोड स्थिति टिप्पणियों निरंतर
प्राथमिक मोटर प्रांतस्था (M1) ऊपर अर्थ का उपसर्ग - कक्षीय यह सबसे अधिक इस्तेमाल किया असेंबल है. यह साबित किया है कि cortical excitability 40 6% (चित्रा 6) को बदला जा सकता है. Neuronal depolarisation और बढ़ती neuronal excitability में Anodal उत्तेजना परिणाम जबकि cathodal उत्तेजना विपरीत परिणाम 6 है. केवल एक मोटर प्रांतस्था प्रेरित है - द्विपक्षीय दर्द syndromes के लिए एक समस्या हो सकती है. इसके अलावा ऊपर अर्थ का उपसर्ग कक्षीय इलेक्ट्रोड के confounding प्रभाव माना जा जरूरत है.
प्राथमिक मोटर प्रांतस्था (M1) प्राथमिक मोटर प्रांतस्था दिलचस्प दृष्टिकोण है जब वहाँ मोटर cortices के बीच एक द्वि - hemispheric असंतुलन (जैसे स्ट्रोक में) है -
- दो anodal उत्तेजना (छठे पंक्ति देखें) इलेक्ट्रोड, जहां cathodal इलेक्ट्रोड उदाहरण के लिए supraorbital क्षेत्र में रखा गया है के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है.
इलेक्ट्रोड shunting के अन्य प्रत्येक मुद्दे के करीब भी हो सकता है.
इलेक्ट्रोड के क्षेत्र की एक कमी 19 त्वचा के साथ shunting की डिग्री की वृद्धि होगी
इसलिए shunting इलेक्ट्रोड स्थिति न केवल लेकिन इलेक्ट्रोड के आकार के भी संबंधित हो सकता है.
ऊतकों के सापेक्ष प्रतिरोध इलेक्ट्रोड की स्थिति और आकार - समग्र प्रतिरोध जिस पर वर्तमान प्रवाह इलेक्ट्रोड 19 गुणों पर निर्भर करता है पर निर्भर है.
Dorsolateral prefrontal प्रांतस्था (DLPFC) ऊपर अर्थ का उपसर्ग - कक्षीय 20 अवसाद और भी जीर्ण 3 दर्द के उपचार के लिए सकारात्मक परिणाम - हाल DLPFC उत्तेजना के लिए इस्तेमाल किया. केवल एकतरफा DLPFC उत्तेजना की स्थिति इस असेंबल के साथ संभव है.
Dorsolateral prefrontal प्रांतस्था Dorsolateral prefrontal प्रांतस्था दिलचस्प दृष्टिकोण है जब वहाँ एक द्वि - hemispheric असंतुलन है.
- एक दो anodal उत्तेजना (छठे पंक्ति देखें) स्थिति है, जहां cathodal इलेक्ट्रोड उदाहरण के लिए supraorbital क्षेत्र में रखा गया है के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
इलेक्ट्रोड करीब 19 shunting में से प्रत्येक के अन्य मुद्दे भी हो सकता है. (दूसरी पंक्ति, चौथे स्तंभ को देखें).
डब का शिखर पुराने दर्द परीक्षण के लिए या दृश्य प्रांतस्था के मॉडुलन के लिए दिलचस्प सक्रिय नियंत्रण. जब सक्रिय नियंत्रण के रूप में इस्तेमाल किया, संदर्भ इलेक्ट्रोड में अलग रखा जाता है स्थानों अंतर और अंतर - प्रयोगात्मक दृष्टिकोण के बीच तुलनात्मकता की समस्या.
दो anodal इलेक्ट्रोड, जैसे दोनों मोटर cortices ऊपर अर्थ का उपसर्ग - कक्षीय Cortical excitability में एक साथ परिवर्तन Transcallosal निषेध एक confounding 21 कारक जोड़ सकता है
एक cortical लक्ष्य से अधिक एक इलेक्ट्रोड, जैसे प्राथमिक मोटर प्रांतस्था (M1) अतिरिक्त कपाल 7 मस्तिष्क में विपरीत छोर के साथ दो इलेक्ट्रोड के confounding प्रभाव से बचें. इच्छित लक्ष्य के आधार पर, वर्तमान वितरण इष्टतम नहीं हो सकता है और इसलिए अप्रभावी उत्तेजना 22 प्रेरित हो सकता है

टेबल इलेक्ट्रोड 2. 7 पोजिशनिंग

नोट: यह संभव है कि विभिन्न इलेक्ट्रोड पदों के बीच के मतभेदों को अलग neuronal अलग बिजली के क्षेत्र झुकाव कारण आबादी के सक्रियण हो सकता है.

Discussion

क्रिटिकल चरण:

से पहले शुरू करने की प्रक्रिया के लिए जाँच की जानी पहलू:

  • सबसे पहले, रोगियों के लिए कि क्या वहाँ tDCS के लिए किसी भी मतभेद हैं जांच की जानी चाहिए - इन मतभेद आवेदन विशिष्ट हो सकता है. यह गंभीर या लगातार सिरदर्द, पुरानी त्वचा विकार, या पिछले एक tDCS उपचार के लिए प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं की उपस्थिति जैसे सवाल शामिल हैं. अगर वह या वह सिर में किसी भी धातु है या एक गंभीर मस्तिष्क की चोट थी, संरचनात्मक परिवर्तन वर्तमान प्रवाह 23,24 संशोधित कर सकता है. जब्ती, और एक स्ट्रोक की गर्भावस्था के इतिहास का इतिहास आमतौर पर सख्त मतभेद नहीं - और वास्तव में, कुछ नैदानिक ​​परीक्षणों में शामिल किए जाने के मापदंड हो सकता है.
  • खोपड़ी अतिरिक्त विषयों पर किसी भी घावों के लिए जाँच करें विशेष रूप से होना चाहिए और साक्षात्कार चाहिए और त्वचा रोग के अस्तित्व के लिए निरीक्षण. अगर वहाँ किसी भी घावों हैं, tDCS प्रक्रिया या बचा जाना चाहिए, यदि उपयुक्त हो, यह सुनिश्चित किया कि उत्तेजना सीधे या घाव भर नहीं आयोजित किया जाएगा. एक अलग साइट की उत्तेजना माना जा सकता है. यह बताया जाता है दोहराया है कि दैनिक tDCS कुछ 7 रोगियों में इलेक्ट्रोड के तहत चिकित्सकीय महत्वपूर्ण त्वचा जलन का कारण बनता है. वहाँ त्वचा अखंडता के अनुसार tDCS प्रेरित घावों का सबूत है. उदाहरण के लिए, यह व्यापक लालिमा और भूरे रंग के अनियमित दौर 2 मा एक तीव्रता में 2 सप्ताह की अवधि के लिए प्रत्येक 25 सप्ताह में पांच सत्रों सहित TDC उत्तेजना के कारण आकार के साथ crusty intracutaneous परिवर्तन दिखाया गया है . यदि tDCS दृढ़ता से संकेत दिया है या आयोजित किया गया है, यह संभव है को ध्यान में लेने के लिए 0.5 1.0 जैसे मा एक कम तीव्रता के साथ को प्रोत्साहित करने के लिए, लेकिन यह गारंटी नहीं है कि यह त्वचा irritations या घावों को रोकने जाएगा. इस प्रकार, इलेक्ट्रोड के तहत त्वचा की हालत 7 tDCS से पहले और बाद में निरीक्षण किया जाना चाहिए .
  • इलेक्ट्रोलीज़ के लिए केबल के connectors की जाँच करें. एक और जोड़ी का उपयोग स्पष्ट अगर. यह करने के लिए उपयोग की लगभग दो महीने के बाद केबल की जांच की सिफारिश की है.

दोनों सक्रिय या दिखावा - tDCS के दौरान हमेशा पूछ कि क्या विषय अभी भी सहज महसूस करता है और प्रक्रिया को जारी रखने के लिए सक्षम है.

संभावित संशोधनों:

  • इलेक्ट्रोड 7 पोजीशनिंग (तालिका 2) की कई किस्में हैं.
  • इलेक्ट्रोड 26 आकार (चित्रा 7) की कई किस्में हैं. के लिए एक लागू मौजूदा दिया, इलेक्ट्रोड के आकार वर्तमान 18 घनत्व को प्रभावित करती है और मस्तिष्क मॉडुलन (8 चित्रा) की focality के प्रभावित. नैदानिक ​​अध्ययन छोटे बड़े वर्तमान घनत्व 26 इलेक्ट्रोड के आकार का सुझाव है, लेकिन मॉडलिंग अध्ययनों सुझाव है कि इलेक्ट्रोड और मॉडुलन मस्तिष्क के आकार के क्षेत्र के बीच संबंध और अधिक जटिल हो 27 हो सकता है. इसके अलावा, छोटे इलेक्ट्रोड का प्रभाव गुणात्मक वर्तमान की खोपड़ी में अंतर shunting, और अधिक से अधिक बढ़त प्रभाव समग्र इलेक्ट्रोड 7 क्षेत्र के सापेक्ष कारण अलग कर सकते हैं. वहाँ काफी छोटे इलेक्ट्रोड आकार बड़ा इलेक्ट्रोड 19 योजनाओं के लिए की तुलना में रिपोर्ट के लिए shunting के बेहतर स्तर थे.
  • उच्च परिभाषा tDCS (HD-tDCS) एक तकनीक है कि स्थानिक focality में सुधार पर विशेष हार्डवेयर और प्रक्रियात्मक नियंत्रण 15 की आवश्यकता है.
  • इलेक्ट्रोड असेंबल (इलेक्ट्रोड की स्थिति और आकार) लागू वर्तमान के साथ साथ दिमाग जो, बारी में, tDCS की प्रभावकारिता निर्धारित करता है में उत्पन्न विद्युत क्षेत्र शक्ति को निर्धारित करते हैं. सिर्फ इलेक्ट्रोड वर्तमान घनत्व, वर्तमान शक्ति और इलेक्ट्रोड आकार के बीच अनुपात द्वारा परिभाषित है, का उपयोग करने के लिए नैदानिक ​​परिणामों के मानक के अनुसार प्रस्तावित किया गया है - लेकिन मॉडलिंग अध्ययन का सुझाव है कि यह केवल एक सीमित रेंज पर लागू करते हैं और हो सकता है कि समग्र इलेक्ट्रोड असेंबल डिजाइन परिणाम निर्धारित करता है. आम तौर पर, किसी भी मजबूत प्रभाव में असेंबल परिणाम के लिए वर्तमान तीव्रता (या वर्तमान घनत्व) में वृद्धि. यह नोट करना महत्वपूर्ण है कि त्वचा की सतह पर वर्तमान घनत्व ज्यादा 19 मस्तिष्क (9 चित्रा) में की तुलना में अधिक है है .
  • "लौटने" ("संदर्भ") की स्थिति इलेक्ट्रोड मस्तिष्क के माध्यम से समग्र वर्तमान प्रवाह पैटर्न को प्रभावित है, और हो सकता है इस प्रकार भी सक्रिय 22 इलेक्ट्रोड के तहत मस्तिष्क मॉडुलन प्रभाव. इस प्रकार दोनों इलेक्ट्रोड के औषधि माना जाना चाहिए.
  • उत्तेजना की अवधि प्रयोगात्मक दृष्टिकोण के उद्देश्य पर निर्भर करता है. उत्तेजना की अवधि का एक वृद्धि हुई घटना और 3,4 के बाद प्रभाव की एक लंबी अवधि के साथ जुड़ा हुआ है. लेकिन कम से कम एक अध्ययन के प्रभाव दिशाओं जब उत्तेजना की अवधि बढ़ा दिया गया था के एक उलट सूचना दी, सुझाव है कि अधिक तीव्रता जरूरी है एक और अधिक मजबूत नैदानिक ​​परिणाम में अनुवाद नहीं है. हालांकि प्रकाशित मापदंडों के भीतर tDCS सुरक्षित माना जाता है और अच्छी तरह सहन, बढ़ती तीव्रता के साथ संभावित अवांछित पक्ष प्रभाव बढ़ जाती है के लिए (समय, durati, या पुनरावृत्ति दर / संख्या).
  • बिजली क्षेत्र के ओरिएंटेशन: इलेक्ट्रोड के पदों और polarity द्वारा परिभाषित. Cathodal उत्तेजना आमतौर पर cortical excitability कम हो जाती है, जबकि anodal उत्तेजना आमतौर पर cortical 2,3 excitability बढ़ जाती है.
  • Placebo: नकली - tDCS के लिए एक ही ऊपर प्रोटोकॉल इस्तेमाल किया जाता है. हालांकि, मौजूदा 30 सेकंड के लिए लागू किया जाएगा. यह एक अन्य गैर इनवेसिव दिमाग उत्तेजना के तरीकों की तुलना में tDCS के फायदे में से एक है. के बाद से उत्पन्न होने वाली उत्तेजना सक्रिय tDCS से परिणामस्वरूप करने के लिए आवेदन की प्रारंभिक अवस्था में ही पाए जाते हैं, यह नकली विधि रोगी सक्रिय tDCS आवेदन से placebo भेद करने के लिए यह मुश्किल के लिए बनाता है है. यह प्रारंभिक और संक्षिप्त उत्तेजना 28 placebo के एक विश्वसनीय विधि है.
  • नोट करें कि तकनीक भी जब 29 दूसस या tRNS 30 के रूप में अन्य transcranial बिजली के उपचारों का उपयोग कर लागू किया जा सकता है.

पुराने दर्द में tDCS का उपयोग करने के लिए तर्क:

तथ्य यह है कि कई चिकित्सीय औषधीय रूपरेखा पुराने दर्द के रोगियों के लिए केवल मामूली राहत प्रदान संभावना है कि दृढ़ता के लिए इस दुर्बल विकार के कारण दर्द से संबंधित तंत्रिका नेटवर्क में प्लास्टिक परिवर्तन के भीतर झूठ हो सकती है उठाती है. दिलचस्प है, cortical गतिविधि के मॉडुलन tDCS द्वारा गैर invasively हासिल कर सकते हैं, जैसा कि पहले वर्णित है, जो cortical plasticity में परिवर्तन की वजह से पुराने दर्द में स्थायी उपचारात्मक प्रभाव का उत्पादन करने के लिए सूचित किया गया है.

पुराने दर्द में tDCS के नैदानिक ​​प्रभाव:

यह दिखाया गया है कि मोटर प्रांतस्था पर लागू tDCS स्थानीय cortical excitability (चित्रा 6) 6 परिवर्तन. ठीक, neuronal excitability के cathodal उत्तेजना है, जबकि वृद्धि में anodal उत्तेजना परिणाम विपरीत परिणाम 6 है. दरअसल, M1 अधिक anodal tDCS आवेदन विज़ुअल एनालॉग स्केल में एक बड़ा सुधार (वीएएस) नकली tDCS की तुलना में दर्द रेटिंग्स की ओर जाता है है. दर्द पर यह चिकित्सीय प्रभाव M1 उत्तेजना के बाद हालांकि क्षणिक, trigeminal नसों का दर्द, poststroke दर्द सिंड्रोम 31, पीठ दर्द और fibromyalgia के 32 जैसे neuropathic दर्द सिंड्रोम के साथ रोगियों के कई समूहों में reproduced किया गया था. दिलचस्प है, neuropathic दर्द, रीढ़ की हड्डी में चोट की वजह से, मोटर प्रांतस्था के tDCS द्वारा उत्तेजना में नैदानिक ​​परीक्षणों दर्द सुधार और संचयी एनाल्जेसिक प्रभाव है कि उत्तेजना के बाद दो सप्ताह तक चली दिखाया. वहाँ भी fibromyalgia के 33 रोगियों में एनाल्जेसिक प्रभाव है कि अभी भी नकली उत्तेजना, और के रूप में के रूप में अच्छी तरह से DLPFC 33 की उत्तेजना के साथ तुलना M1 के anodal tDCS के लिए अनुवर्ती के तीन सप्ताह के बाद महत्वपूर्ण है के सबूत है. हालांकि दर्द में सुधार के लिए DLFPC अधिक anodal tDCS के प्रभाव बड़े पैमाने पर नहीं किया गया पता लगाया है, यह दिखाया गया था कि यह स्वस्थ 34 विषयों में दर्द थ्रेसहोल्ड मिलाना इस्तेमाल किया जा सकता है. फिर भी, यह मस्तिष्क क्षेत्र की उत्तेजना काम कर रहे 10 स्मृति बढ़ाने के लिए एक विश्वसनीय तकनीक है, अल्जाइमर रोग 9 में स्मृति कार्यों पर प्रदर्शन और बढ़ती क्यू उकसाया रहित तरस काफी उदाहरण के लिए 35 को कम करने, इसलिए यह भी बोधगम्य है कि यह एक उपयोगी रणनीति हो सकती है भावात्मक भावनात्मक संज्ञानात्मक पुराने दर्द के साथ रोगियों में दर्द प्रसंस्करण के साथ जुड़े नेटवर्क को व्यवस्थित करना.

Disclosures

न्यूयॉर्क के सिटी विश्वविद्यालय मस्तिष्क प्रोत्साहन पर पेटेंट धारण, जिस पर Marom Bikson एक आविष्कारक है. Marom Bikson एक Soterix मेडिकल इंक के सह संस्थापक है

Acknowledgments

DaSilva वायुसेना सीटीएसए उच्च तकनीक धन अनुदान, मिशिगन विश्वविद्यालय से इस समीक्षा को पूरा करने के लिए धन का समर्थन प्राप्त है. Volz एमएस Stiftung Charité से एक अनुदान छात्रवृत्ति के द्वारा वित्त पोषित है.

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इलेक्ट्रोड और transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना में पोजिशनिंग संग्रथित
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DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation. J. Vis. Exp. (51), e2744, doi:10.3791/2744 (2011).More

DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation. J. Vis. Exp. (51), e2744, doi:10.3791/2744 (2011).

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