Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Дыхание контролируемой электрической стимуляции (BreEStim) для управления невропатической боли и спастичности

Published: January 10, 2013 doi: 10.3791/50077
Automatic Translation
1,2,3
1Department of Physical Medicine and Rehabilitation, University of Texas Health Science Center at Houston, 2UTHealth Motor Recovery Laboratory, TIRR Memorial Hermann Hospital, 3The Institute of Rehabilitation and Research (TIRR), TIRR Memorial Hermann Hospital

Summary

Цель состоит в том, чтобы представить новый метод, дыхание управления электрической стимуляции (BreEStim) для управления невропатической боли и спазмы.

Abstract

Электрическая стимуляция (приблиз) относится к применению электрическим током на мышцы и нервы в целях достижения функциональных и терапевтических целей. Она была широко используется в различных клинических ситуациях. На основе последних открытий, связанных с системными эффектами добровольного дыхания и внутренней физиологической взаимодействия между системами при добровольном дыхание, новый протокол Estim, дыхание контролируемой электрической стимуляции (BreEStim), была разработана для усиления эффектов электрической стимуляции. В BreEStim, одиночных импульсов электрического стимул срабатывает и доставлен в целевой области, когда скорость воздушного потока в изолированном добровольного вдохновения достигает порога. BreEStim интегрирует внутренние физиологические взаимодействия, которые активизируются во время добровольного дыхание и продемонстрировал отличную клиническую эффективность. Два представителя применения BreEStim представлены с подробными протоколами: управление после инсульта пальцем Flexили спастичности и невропатической боли в травме спинного мозга.

Introduction

Электрическая стимуляция (приблиз) относится к применению электрическим током на мышцы и нервы в целях достижения функциональных и терапевтических целей. Он широко используется в различных клинических ситуациях, например, чрескожная электрическая стимуляция нервов (TENS) для управления боли 1, малоберцового нерва для ног падение 2, нервно-мышечной электростимуляции (NMES) для активизации и укреплению парализованных или ослабленных мышц 3. Когда NMES используется для достижения функциональных задач, то это называется функциональная электрическая стимуляция (FES) 4. Электромиограммы (ЭМГ)-запускается нервно-мышечной стимуляции был использован для увеличения эффективности электростимуляции в восстановление двигательных функций 5-14 и спастичности снижение после 7 инсульта, 15. В этой статье, новый протокол Estim - Дыхание контролируемой электрической стимуляции (BreEStim), вводится, согласно последним результатам исследований на systemiС эффектом добровольного дыхания 16, 17.

Чрескожная электрическая стимуляция нервов (TENS) не является фармакологическим методом для управления боли 1. TENS является неинвазивным, недорогим, безопасным и простым в использовании 18. TENS, как правило, применяется при различной частоты, интенсивности и длительности импульсов стимулов для установленного срока обращения. TENS была применена к различным условиям боли, в том числе нейропатической боли. Клиническая эффективность TENS является спорным, особенно в травме спинного мозга (SCI) и ампутация (см. 1 отзывов, 19, 20). Возможные механизмы теории управления затвором 21 и высвобождение эндогенных опиоидов, 22, 23. Иглоукалывание от традиционной китайской медицины другой немедикаментозной модальности для управления болью. Она была хорошо принята в западной медицине 24. В современной акупунктуре, традиционной акупунктуре иглы были заменены поверхности элементовctrode (или эквивалент). Специализированные электрода место по сравнению с традиционной акупунктуры и электрической стимуляции доставляется. Эта модификация получила название электроакупунктуры 25, 26. Акупунктуры иглами и электроакупунктуры являются эффективными в обезболивании через высвобождение эндогенных опиоидов, 27, 28. Влияние электроакупунктуры, как правило, надежной, однако эффект зависит от интенсивности и частоты поставляется электрическая стимуляция. Различные частоты электрической стимуляции генерировать различные эндогенные опиоиды, и обезболивающий эффект налоксона-обратимые 26, 27. Недавно было обнаружено, что повторные болезненные раздражения (неприятие) приводит к значительным ослаблением боли. Затухания, боль не налоксон-обратимые 29. Интеграция этих механизмов преодоления боли (акупунктура, электростимуляция, неприятие) в возможной новой интервенции могли бы улучшить свою клиническую эффективность.

5-10, 12-14, 34. Восстановление функции кисти имеет важное значение для пациентов, перенесших инсульт, и все же является весьма сложной задачей. Примерно одна треть всех людей, которые испытывают удар будет иметь некоторые остаточные нарушения верхней конечности 30-32, с крупными нарушениями функции кисти 33. EMG-срабатывании NMES вмешательства протокол включает в себя инициирование произвольного сокращения мышц-разгибателей для конкретного движения, пока мышечную активность достигает порогового уровня. Как только ЭМГ-активность достигает целевой порог, оказание помощи электрической стимуляции начинается для облегчения движения. Это вмешательство протокол превосходит регулярные NMES в восстановление двигательных функций 6, 7. Chae и Ю. 35 заявили, что все рандомизированные контролируемые исследования отметили улучшение моторной функции с помощью этого вмешательстваПротокол, с мягкой и умеренно нарушениями пациентов улучшение самой. Вполне вероятно, что это вмешательство имеет преимущества активного участия пациента (путем установки порога целевой EMG) и это приводит к измеримым изменениям в восстановлении, а также документально изменения в коре головного мозга 6, 7. Это подтверждается недавним функциональной МРТ исследование, которое показало значительное увеличение коркового интенсивности в ипсилатеральной соматосенсорной коры после лечения в группе NMES, по сравнению с контрольной группой 36. Кроме того, электрическая стимуляция может также помочь снизить спастичность после 7 инсульта, 15, но эффект будет кратковременным, примерно через 30 минут после Estim 37. В отличие от нашего недавнего изобретения дыхания контролируемой электрической стимуляции (BreEStim) имеет длительный эффект на снижение спастичности, даже после одного сеанса лечения 16.

Дыхания человека является уникальным двигательного акта. Этоможно управлять рефлекторно (автоматическое дыхание), например, во время сна, а также добровольно, когда это необходимо (добровольное дыхания), например, пение, речи и т.д. Во время добровольного дыхание, люди должны добровольно подавляют автономного контроля дыхания за счет добровольных активации коры ( "корковых дыхательного центра") 38, 39. Исследования мозга исследований 40-51 продемонстрировал обширные дыхательных связанных участия областях коры двусторонней основе, в том числе первичной моторной коры (M1), премоторной коре, области дополнительного двигателя, первичной и вторичной соматосенсорной коре, изоляции, передней поясной коре и миндалевидное тело, и дорсолатеральной префронтальной коры. Изоляцией, как известно, имеют прочные связи с центрами мозга и участвует в обработке боли 52. Во время вегетативного дыхание, вдохновение активна во время истечения пассивно, в основном полагаясь на силу отдачи грудной стенки. Точно так же, волевыевдохновение активизирует более дыхательной связанных корковых и подкорковых областях по сравнению с волевой истечения 46. Эти корковых и подкорковых областях активируется при добровольном дыхание также участвует в различных функциях 53, такие как тонус мышц, боль, осанка, настроение, речи и т. д. Таким образом, есть основания связывать взаимодействия в дыхании с модуляцией других функций.

Недавно мы обнаружили, что существует взаимодействие между дыхательной и двигательной систем при добровольном дыхания. В частности, есть пальцем расширения, вдохновения связи 16, 54-56. При электрической стимуляции доставляется на пальце разгибатели во время фазы вдоха добровольного дыхание, длительный эффект снижения спастичности сгибателя пальцев (мышечный тонус) при хроническом инсульт пациентов наблюдается 16. В другом исследовании 17, стрельба фантомные боли у пациентов с выше-кпе ампутации исчезли после BreEStim лечения, но вновь появились через 28 дней после получения устойчивой электрической стимуляции случайно. Это исследование дает уникальную возможность понять, что аффективный компонент вредные стимулы нейропатической боли (стреляющие боли фантомные) была изменена лечения BreEStim, но затем снова вызваны случайными стимуляции. Эти наблюдения тона и уменьшения боли показал, что добровольное дыхание, вдохновение, в частности, могут быть включены в электрическую стимуляцию парадигму для улучшения его эффективности в управлении невропатической боли и постинсультной спастичности управления.

Дело Презентации

Случай 1: После инсульта Спастичность управления

Пациент 69 лет-летний мужчина, который имел право гемиплегия вторичный к инсульту 22 месяцев назад. Он был медицинским стабильной и был уволен из амбулаторной физические и занисиональной программы терапии. Нет результатов визуализации головного мозга были доступны во время экспериментов. Он имел слабость на правом боку, но смог самостоятельно ходить без вспомогательных устройств. Он остаточной добровольного сгибание пальцев и расширение, но с ограниченным активной диапазон движения по правую пястно (MCP) суставах, от 90 ° до 70 ° МСР сгибание, т. е. не в состоянии достаточно открыть его руки и пальцы для функционального использования. Мышечный тонус его права сгибателей пальцев была умеренно увеличена. Измененный Ashworth Scale (MAS) была 1 +. Ощущение своей правой рукой и пальцами, однако, была в целости и сохранности легкого прикосновения. Он получил примерно 30-минутной BreEStim на пальце разгибателей. Его палец сгибателей спастичности снизились до минимального (MAS = 0) и добровольное расширение палец стал почти нормальным сразу после лечения. Этот пациент восстановил свои руки функции, а также. Он сообщил, что он мог резать мясо ножом и кнопки рубашки с использованием своего нарушенного руку. Morэлектронной поразительно, восстановление сохранили по крайней мере 8 недель, в течение последующих посещений (рис. 1).

Случай 2: Neuropathic Боль управления

Пациент 40 лет-летний мужчина, который перенес повреждение спинного мозга 4,5 года назад в автомобильной аварии, в результате T8 ASIA травмы спинного мозга. Пациент жаловался на невропатической боли на травму уровне, в то время как у него не было других активных медицинских вопросов. Он был стабильным на боль режима в течение 2 недель до начала лечения. Он получил Estim (один сеанс в день в течение пяти дней подряд), во-первых, ждали 1 неделю, как вымывание, а затем получил BreEStim в той же дозе (один сеанс в день в течение 5 дней подряд). Каждый лечебный сеанс состоял из 120 стимулов (Estim или BreEStim). Поверхность электродов были размещены на акупунктурных точек (Neiguan и Weiguan) правого предплечья. Изменение визуальной аналоговой шкале (MVAS) была использована для сравнения эффекта каждого выступления (Estim и BreEStim). Как шоWn на рисунке 2, BreEStim больший эффект, чем уменьшение боли Estim, за исключением 2-й день в течение BreEStim, когда у пациента инфекции мочевыводящих путей (ИМП), который был успешно лечится с помощью антибиотиков. Интенсивность электрической стимуляции была одинаковой Estim и BreEStim (рис. 2). Он терпел как вмешательство хорошо (максимальная интенсивность выхода из стимулятор был использован), даже во время ИМП. В течение всего экспериментального периода (4 недели), предметом поддерживали в той же дозе и графике обезболивающие препараты. Оба BreEStim и сессий Estim лечения были выполнены в то же время дня (с 11 утра до полудня), что изменения в рейтинге боль могла быть отнесена к стимуляции эффект, а не суточный ход.

Protocol

Следующий протокол BreEStim может быть применен как для пальцев спастичность сгибателей и нейропатической управления болью. Основное отличие заключается в размещении поверхности электрода и регулировки интенсивности стимуляции. Эти различия подробно описаны для каждого приложения.

1. Тема Подготовка и настройка

  1. Сиденье предмет комфортно. Положите руки и руки удобно на лечение таблице.
  2. Выявление и локализация области, представляющие интерес для размещения поверхности электрода.
    1. Для спастичности управления, пальпировать мышцы живота разгибателей пальцев и подтвердите с помощью электрической стимуляции.
    2. Для обезболивания, найти акупунктурные точки Neiguan и Weiguan на предплечье 24 ипсилатерального в сторону интереса, например, ампутация 17, или на стороне с более симптомов, например, SCI. Neiguan находится примерно в 3-пальца шириной выше запястья складки на ладонной сторонег посередине между медиальной и латеральной советов предплечья (т. е. дистальной 1/6 часть предплечья) 24 (рис. 3). Weiguan является аналогом Neiguan, расположенные в спинной части предплечья 24.
  3. Обрезать каждый самоклеящиеся электроды около 2 см х 2 см площади, чтобы обеспечить координационный и изолированной электрической стимуляции.
    1. Для спастичности управления, места катода за пальцем живот разгибателя (рис. 4). Прикрепите к аноду на сайте 1 ~ 2 см дистальнее катода. Оптимизация сайтов для анода и катода, когда выявления крупных и изолированные ответ пальцем расширение с минимальным ответом запястье.
    2. Для обезболивания, разместить катодного электрода на Neiguan, и анодный электрод на Weiguan.
  4. Подключите поверхности электродов к электрическим стимулятором (Digitimer DS7A, Великобритании, www.digitimer.com ).
  5. Место и безопасного маску. Выберите размер маски тщательно, чтобы соответствовать лицо человека, чтобы предотвратить утечку воздуха и обеспечивают комфорт ношения маски (рис. 5).
  6. Подключите маску к системе pneumotach (серии 1110A, Ханс Родольфом Inc; Канзас-Сити, штат Миссури; http://www.rudolphkc.com ).

2. Инструкция о добровольных дыхания

Добровольное дыхания, в частности, добровольное ингаляции, играет важную роль в этой интервенции. Добровольное ингаляции определяется как Effortful глубокий вдох и быстрый. Попросите объект, чтобы сделать одну изолированную глубокий вдох, похожие на обычный глубоких вдохов, но быстрее и сильнее. Существует нет необходимости выполнять добровольную выдох предшествующих вынуждены ингаляции в дыхательный цикл. Разрешить эта тема имеет 8 ~ 10 испытаний практики, чтобы понять инструкцию.

3. Электрическая стимуляция Settiнациональное географическое общество

  1. Установить одну электрический стимул как единый прямоугольный импульс длительностью 0,1 мс. Интенсивность электрической стимуляции различно для различных приложений. С одной электрической стимуляции доставляется каждый раз, нет необходимости устанавливать частоту параметра.
  2. Для спастичности управления, определять интенсивность электрической стимуляции когда: 1) изолированные ответы расширение пальце вызвали с минимальным участием лучезапястного сустава ответов, 2) самый высокий уровень, что субъект мог терпеть. Абсолютная величина интенсивности стимуляции может быть различным для разных предметов. Поощряйте наибольшей интенсивностью, что предмет мог терпеть, чтобы достичь лучшего результата.
  3. Для обезболивания, чтобы объект съемки, чтобы определить дополнительные изменения интенсивности стимуляции. Начальная интенсивность равна нулю. Самый высокий уровень является максимальным выходом стимулятора или на уровне субъекта мог терпеть. Тем не менее, явного указания SubjECT, что дискомфорт или болезненность, даже "неприятие" электрической стимуляции является частью лечения, поэтому поощряют подлежат выбран самый высокий уровень, что субъект мог терпеть.

4. Управление электрической стимуляции

  1. Написать настроенных LabView (National Instrument, Austin, TX) программа для управления поставку электрической стимуляции двумя способами: BreEStim и приблиз.
  2. Дыхание контролируемой электрической стимуляции (BreEStim) (рис. 6):
    1. Определить максимальную скорость воздушного потока при добровольном ингаляции, т. е. в глубоких и быстрых ингаляций.
    2. Определить порог, который составляет 40% ставки пик потока воздуха. Следует отметить, что установить порог выше, чем расход воздуха при нормальном дыхании поощрять глубже и быстрее добровольного дыхания.
    3. Затем установите функцию триггера. При мгновенной скорости воздушного потока изолированные добровольное вдыхание достигает или за порог, тыс.электронной LabView программа срабатывает и подает одну электрической стимуляции с заданными продолжительности и интенсивности 16. Разрешить вопрос, чтобы отдохнуть по запросу.
  3. Случайно срабатывает электрическая стимуляция (приблиз):
    1. Разрешить предметом нормально дышать без специальной инструкции по дыханию.
    2. Программа LabView случайно обеспечивает единое электрической стимуляции с заданными продолжительности и интенсивности каждые 4 до 7 сек. Аналогичным образом, чтобы объект съемки, чтобы отдохнуть по запросу.

5. Доза BreEStim

Рекомендуется, чтобы каждый сеанс лечения имеет от 100 до 120 раздражители BreEStim. Она длится примерно 30-40 мин.

6. Учет и контроль

  1. Убедитесь, что нет утечки воздуха из маски, так как добровольные ингаляции играет важную роль в этом протоколе.
  2. Мониторинг признаков гипоксемии и гипервентиляции, когда человек носит маску. Alнизкий остальное по желанию субъекта для этой цели.
  3. Запись любой побочный эффект, терпимости добровольного дыхание через маску, и любое психо-социальных последствий.
  4. Для обезболивания, записывать любые уменьшение боли, т. е. визуальной аналоговой баллов (VAS) 57 и продолжительности эффекта. Использование модифицированного VAS (MVAS) в целях дальнейшего количественного эффекта уменьшения боли, т. е. сколько боли уменьшается, и как долго она длится (снижение × ч). Кроме того, укажите средней интенсивности для каждой сессии, поскольку интенсивность электрической стимуляции изменяется во время каждого сеанса лечения.
  5. Для спастичности управления, записывать изменения Ashworth Scale (MAS) значения целевых мышц и других клинических измерений, в том числе сил, ощущения, и диапазон движения.

Representative Results

Дыхание контролируемой электрической стимуляции (BreEStim) продемонстрировал отличную клиническую эффективность в управлении невропатической боли в травме спинного мозга и постинсультных сгибателей пальцев спастичности. Спастичность снижение после лечения BreEStim зависит от тяжести предварительной условиях. Как показано на рисунке 1, спастичность сгибателей пальцев было значительно сокращено после лечения BreEStim. Finger сгибателей спастичности была сокращена с MAS 1 + до минимума (MAS = 0). Пациент находится в состоянии открыть его руки и пальцы для функционального использования. Важно отметить, что другие пациенты не могут иметь одинаковую степень снижения спастичности и функциональные улучшения. У пациентов с тяжелой спастичности сгибателя пальцев (MAS = 3) и без остаточных добровольное расширение пальца (как показано на рисунке 4), сгибателей пальцев спастичности был сокращен до MAS = 1. Это делает его легче для пациента в диапазоне пальцами, но не восстанавливает функциональное использование ее габез обозначения даты

BreEStim также демонстрирует, лучше и дольше боль эффект сокращения. Рисунок 2 показывает, что при одинаковой интенсивности электрической стимуляции, BreEStim имеет лучший результат, чем обычная электрическая стимуляция. Тем не менее, BreEStim не влияют показатели боли на 2-й день, когда у пациента инфекции мочевыводящих путей. Это говорит о том, что BreEStim не влияет на уменьшение боли, когда боль поражена инфекцией.

Добровольное дыхание играет ключевую роль в BreEStim. Это важно выбрать маску, которая соответствует пациента (рис. 5), чтобы предотвратить утечку воздуха. Расход воздуха является относительно низким в течение нормального дыхания (1,6 л / сек, рисунок 6). Силовое добровольного вдыхании может значительно увеличить расход воздуха (около 8 л / сек). Размещение поверхности электродов также важно. Как подробно описано и показано на рисунках 3 и 4, для размещения больи спастичность управления отличается. Надо отметить, что расположение мышц живота разгибателей пальца может измениться в результате атрофии, деформации после инсульта.

Рисунок 1
Рисунок 1. Сравнение руку позе пред-и пост-BreEStim. Инсульта больной может открыть свою руку после BreEStim.

Рисунок 2
Рисунок 2. Сравнение BreEStim и Estim влияние на уменьшение боли.

Рисунок 3
Рисунок 3. Местонахождение Neiguan. Обратите внимание, Waiguan является аналогом Neiguan наспинной части предплечья.

Рисунок 4
Рисунок 4. Размещение поверхности электродов на палец разгибателей.

Рисунок 5
Рисунок 5. Пациента во время BreEStim. Поверхностные электроды помещаются на Neiguan и Waiguan.

Рисунок 6
Рисунок 6. Режиме реального времени измерения расхода воздуха во время добровольного вдохновения и покоя вдохновения. Обратите внимание, что расход воздуха значительно выше при добровольном вдохновения, чем отдыхая вдохновения. Следует отметить, что дыхание пациента была прерванаэлектрической стимуляции.

Discussion

Дыхание контролируемой электрической стимуляции (BreEStim), как показано в двух предыдущих случаях, продемонстрировал клиническую эффективность в управлении спастичности и последующего восстановления функции руки у больных с хронической хода 16, а также управление нейропатической боли центрального происхождения в вышеуказанных пациентов с травмы спинного мозга или периферического происхождения у пациентов с выше колена ампутации 17. Это расширенные клинические исходы и более широкого клинического применения BreEStim относятся к своим уникальным подходом. Вмешательство при электрической стимуляции, направленные на короткое окно добровольного дыхательных связанные корковых и подкорковых активации 40-51 может увеличить свою клиническую эффективность с помощью внутренней физиологической связью, например, дыхательной двигателя связи для спастичности управление 16. В этом вмешательства, добровольное дыхание становится критической, в частности, добровольное вдохновения. Образование для пациентов о правильной технике дыхания и точное измерение параметров дыхания (например, отсутствие утечки воздуха) являются меры, чтобы предотвратить провал интервенции BreEStim.

Новый протокол вмешательства - BreEStim, имеет несколько преимуществ, в дополнение к лучшей эффективности и более широкого применения.

BreEStim является ориентированной на пациента. BreEStim поощряет активное участие пациентов, так как добровольные дыхания требуется 17. Пациенты чувствуют, что они принимают активное участие в управлении своей болью, а не "пассивный участник в своей заботы". Например, пациент контролирует интенсивность электрической стимуляции, начиная с нуля на самом высоком уровне, что пациент может терпеть 17. Это может повысить их лечению. EMG-срабатывании Estim также предполагает активное участие 36, но пациент не может контролировать интенсивность электрической стимуляции.

ntent "> BreEStim имеет интегративный, системный подход. Как было показано в предыдущем исследовании 17, различные боли механизмов решения проблем интегрированы в один протокол, в том числе электрической стимуляции, иглоукалывание, отвращение стимуляции, и системные эффекты добровольного дыхание. Таким , пациенты могут переносить высокие уровни электрической стимуляции, что приводит к усилению обезболивающего эффекта. Такая положительная обратная связь (активация системы вознаграждения) приводит к большей клинической эффективностью. Используя этот интегративный, системный подход, определенных сигналов добровольного дыхания также может быть использован для определения временного окна взаимодействий между системами. Таким образом, BreEStim могут быть применены к пациентам с тяжелой спастичности. Эти пациенты, как правило, не в состоянии выполнить произвольное сокращение, тем самым "чистым" ЭМГ сигналов от целевой мышцы не имеются в распоряжении. EMG-срабатывает электрическая стимуляция, ЭМГ сигналов от целевые мышцы (<EM> например, разгибатели пальцев) требуется, чтобы вызвать электрическую стимуляцию. Таким образом, применение EMG-срабатывании Estim ограничен больных с мягкой и умеренной спастичности.

BreEStim является неинвазивным, немедикаментозное лечение. Это очень важно, потому что пациенты часто требуют длительного применения лекарств, и большинство лекарств для хронических болей и мышечной спастичности имеют побочные эффекты, которые иногда могут быть очень тяжелыми. Возможные побочные эффекты включают зависимость, передозировка, абстинентный синдром, запоры и т.д. Эти потенциальные побочные эффекты можно было бы избежать в BreEStim лечения.

BreEStim является альтернативным выбором. Альтернативного немедикаментозное лечение с лучшим обезболивающим действием важно, особенно когда нейропатической боли трудно управлять. Например, только 7% респондентов сообщили фармакологического лечения, эффективного для невропатической боли после SCI в почтовый опрос 58.

В целом, это дыхание управляемой стимуляции, BreEStim, основана на вновь открытых явление внутренней физиологической связи активизируются во время добровольного дыхания. Протокол BreEStim продемонстрировал клиническую эффективность при нейропатической боли и постинсультной спастичности управления. Дальнейшие исследования, чтобы изучить основные механизмы, которые опосредуют вмешательства эффект. Важно отметить, что могут быть и другие приложения, которые еще не различить.

Disclosures

Метод и аппарат дыхания контролируемого электрического моделирования для скелетных мышц (изобретатель: SL, в ожидании патента, номер заявки 12146176).

Acknowledgments

Это исследование было частично поддержана грантами NIH (NIH / NINDS R01NS060774; NIH / NICHD / NCMRR HD050821 R24-08 по субподряду с Институтом реабилитации Чикаго). Автор благодарит Craig Ditommaso, MD для его редактирования и полезные советы.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Electrical stimulator Digitimer DS7A http://www.digitimer.com
Pneumotach system Hans Rodolph Inc Series 1110A http://www.rudolphkc.com

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sluka, K. A., Walsh, D. Transcutaneous electrical nerve stimulation: Basic science mechanisms and clinical. 4, 109 (2003).
  2. Sheffler, L. R., Hennessey, M. T., Naples, G. G., Chae, J. Peroneal nerve stimulation versus an ankle foot orthosis for correction of footdrop in stroke: impact on functional ambulation. Neurorehabil. Neural Repair. 20, 355-360 (2006).
  3. Sheffler, L. R., Chae, J. Neuromuscular electrical stimulation in neurorehabilitation. Muscle Nerve. 35, 562 (2007).
  4. Moe, J. H., Post, H. W. Functional electrical stimulation for ambulation in hemiplegia. J. Lancet. 82, 285-288 (1962).
  5. de Kroon, J. R., Ijzerman, M. J., Chae, J., Lankhorst, G. J., Zilvold, G. Relation between stimulation characteristics and clinical outcome in studies using electrical stimulation to improve motor control of the upper extremity in stroke. J. Rehabil. Med. 37, 65-74 (2005).
  6. Bolton, D. A. E., Cauraugh, J. H., Hausenblas, H. A. Electromyogram-triggered neuromuscular stimulation and stroke motor recovery of arm/hand functions: A meta-analysis. J. Neurologic. Sci. 223, 121 (2004).
  7. Chae, J. Neuromuscular electrical stimulation for motor relearning in hemiparesis. Phys. Med. Rehabil. Clin. N. Am. 14, 93-109 (2003).
  8. Chae, J., et al. Neuromuscular stimulation for upper extremity motor and functional recovery in acute hemiplegia. Stroke. 29, 975-979 (1998).
  9. Cauraugh, J., Light, K., Kim, S., Thigpen, M., Behrman, A. Chronic motor dysfunction after stroke: recovering wrist and finger extension by electromyography-triggered neuromuscular stimulation. Stroke. 31, 1360-1364 (2000).
  10. Cauraugh, J. H., Kim, S. Two Coupled Motor Recovery Protocols Are Better Than One: Electromyogram-Triggered Neuromuscular Stimulation and Bilateral Movements. Stroke. 33, 1589-1594 (2002).
  11. Cauraugh, J. H., Kim, S. B. Chronic stroke motor recovery: duration of active neuromuscular stimulation. J. Neurologic. Sci. 215, 13-19 (2003).
  12. Crisan, R., Garner, C. Effectiveness of EMG-triggered muscular stimulation in outpatients with a stroke older than one year. Neurol. Rehabil. 7, 228 (2001).
  13. Francisco, G., et al. Electromyogram-triggered neuromuscular stimulation for improving the arm function of acute stroke survivors: a randomized pilot study. Arch. Phys. Med. Rehabil. 79, 570-575 (1998).
  14. Heckmann, J., et al. EMG-triggered electrical muscle stimulation in the treatment of central hemiparesis after a stroke. Euro. J. Phys. Med. Rehabil. 7, 138 (1997).
  15. Bakhtiary, A. H., Fatemy, E. Does electrical stimulation reduce spasticity after stroke? A randomized controlled study. Clin. Rehabil. 22, 418-425 (2008).
  16. Li, S., Rymer, W. Z. Voluntary breathing influences corticospinal excitability of nonrespiratory finger muscles. J. Neurophysiol. 105, 512-521 (2011).
  17. Li, S., Melton, D. H., Berliner, J. C. Breathing-controlled electrical stimulation (BreEStim) could modify the affective component of neuropathic pain after amputation: a case report. J. Pain Res. 5, 71-75 (2012).
  18. Norrbrink Budh, C., Lundeberg, T. Non-pharmacological pain-relieving therapies in individuals with spinal cord injury: a patient perspective. Complement Ther. Med. 12, 189-197 (2004).
  19. Mulvey, M. R., Bagnall, A. M., Johnson, M. I., Marchant, P. R. Transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) for phantom pain and stump pain following amputation in adults. Cochrane Database Syst. Rev. CD007264, (2010).
  20. Johnson, M. I., Bjordal, J. M. Transcutaneous electrical nerve stimulation for the management of painful conditions: Focus on neuropathic pain. Expert Rev. Neurotherap. 11, 735 (2011).
  21. Melzack, R., Wall, P. D. Pain mechanisms: a new theory. Science. 150, 971-979 (1965).
  22. Kalra, A., Urban, M. O., Sluka, K. A. Blockade of opioid receptors in rostral ventral medulla prevents antihyperalgesia produced by transcutaneous electrical nerve stimulation. 298, 257-263 (2001).
  23. Sluka, K. A., Deacon, M., Stibal, A., Strissel, S., Terpstra, A. Spinal blockade of opioid receptors prevents the analgesia produced by TENS in arthritic rats. J. Pharmacol. Exp. Ther. 289 (2), 840-846 (1999).
  24. Deadman, P., Al-khafaji, M., Baker, K. A manual of acupuncture. , Eastland Press. Visa, California. (2007).
  25. Han, J. S., Li, S. J., Tang, J. Tolerance to electroacupuncture and its cross tolerance to morphine. Neuropharmacol. 20, 593-596 (1981).
  26. Han, J. S. Acupuncture and endorphins. Neurosci. Lett. 361, 258 (2004).
  27. Huang, C., Wang, Y., Han, J. S., Wan, Y. Characteristics of electroacupuncture-induced analgesia in mice: variation with strain, frequency, intensity and opioid involvement. Brain Res. 945, 20-25 (2002).
  28. Wan, Y., Wilson, S. G., Han, J., Mogil, J. S. The effect of genotype on sensitivity to electroacupuncture analgesia. Pain. 91, 5-13 (2001).
  29. Rennefeld, C., Wiech, K., Schoell, E. D., Lorenz, J., Bingel, U. Habituation to pain: Further support for a central component. Pain. 148, 503 (2010).
  30. Gray, C. S., et al. Motor recovery following acute stroke. Age Ageing. 19, 179-184 (1990).
  31. Nakayama, H., Jorgensen, H. S., Raaschou, H. O., Olsen, T. S. Recovery of upper extremity function in stroke patients: the Copenhagen Stroke Study. Arch. Phys. Med. Rehabil. 75, 394-398 (1994).
  32. Parker, V. M., Wade, D. T., Langton Hewer, R. Loss of arm function after stroke: measurement, frequency, and recovery. Int. Rehabil. Med. 8, 69-73 (1986).
  33. Trombly, C. A. Occupational therapy for physical dysfunction. Trombly, C. A. , Williams & Wilkins. Baltimore. 454-471 (1989).
  34. Bocker, B., Smolenski, U. C. Training by EMG-triggered electrical muscle stimulation in hemiparesis. 13, 139 (2003).
  35. Chae, J., Yu, D. A critical review of neuromuscular electrical stimulation for treatment of motor dysfunction in hemiplegia. Assist Technol. 12, 33-49 (2000).
  36. Kimberley, T. J., et al. Electrical stimulation driving functional improvements and cortical changes in subjects with stroke. Exp. Brain Res. 154, 450-460 (2004).
  37. Dewald, J. P., Given, J. D., Rymer, W. Z. Long-lasting reductions of spasticity induced by skin electrical stimulation. IEEE Trans. Rehabil. Eng. 4, 231-242 (1996).
  38. Haouzi, P., Chenuel, B., Barroche, G. Interactions between volitional and automatic breathing during respiratory apraxia. Respir Physiol. Neurobiol. 152, 169-175 (2006).
  39. Guz, A. Brain, breathing and breathlessness. Respir. Physiol. , 109-197 (1997).
  40. Colebatch, J. G., et al. Regional cerebral blood flow during volitional breathing in man. J. Physiol. 443, 91-103 (1991).
  41. Maskill, D., Murphy, K., Mier, A., Owen, M., Guz, A. Motor cortical representation of the diaphragm in man. J. Physiol. 443, 105-121 (1991).
  42. Ramsay, S. C., et al. Regional cerebral blood flow during volitional expiration in man: a comparison with volitional inspiration. J. Physiol. 461, 85-101 (1993).
  43. Fink, G. R., et al. Hyperpnoea during and immediately after exercise in man: evidence of motor cortical involvement. J. Physiol. 489 (Pt 3), 663-675 (1995).
  44. Macey, K. E., et al. fMRI signal changes in response to forced expiratory loading in congenital central hypoventilation syndrome. J. Appl. Physiol. 97, 1897-1907 (2004).
  45. Macey, P. M., et al. Functional magnetic resonance imaging responses to expiratory loading in obstructive sleep apnea. Respir. Physiol. Neurobiol. 138, 275-290 (2003).
  46. Evans, K. C., Shea, S. A., Saykin, A. J. Functional MRI localisation of central nervous system regions associated with volitional inspiration in humans. J Physiol. 520 (pt 2), 383-3892 (1999).
  47. Smejkal, V., Druga, R., Tintera, J. Control of breathing and brain activation in human subjects seen by functional magnetic resonance imaging. Physiol Res. 48, 21-25 (1999).
  48. Smejkal, V., Druga, R., Tintera, J. Brain activation during volitional control of breathing. Physiol Res. 49, 659-663 (2000).
  49. Mazzone, S. B., McLennan, L., McGovern, A. E., Egan, G. F., Farrell, M. J. Representation of Capsaicin-evoked Urge-to-Cough in the Human Brain Using Functional Magnetic Resonance Imaging. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 176, 327-332 (2007).
  50. Evans, K. C. Cortico-limbic circuitry and the airways: Insights from functional neuroimaging of respiratory afferents and efferents. Biol. Psychol. 84, 13 (2010).
  51. Evans, K. C., et al. Modulation of spontaneous breathing via limbic/paralimbic-bulbar circuitry: An event-related fMRI study. NeuroImage. 47, 961 (2009).
  52. Tsumori, T., et al. Insular cortical and amygdaloid fibers are in contact with posterolateral hypothalamic neurons projecting to the nucleus of the solitary tract in the rat. Brain Res. 1070, 139-144 (2006).
  53. Subramanian, H. H., Balnave, R. J., Holstege, G. The midbrain periaqueductal gray control of respiration. J. Neurosci. 28, 12274 (2008).
  54. Li, S., Laskin, J. J. Influences of ventilation on maximal isometric force of the finger flexors. Muscle Nerve. 34, 651-655 (2006).
  55. Li, S., Yasuda, N. Forced ventilation increases variability of isometric finger forces. Neurosci. Lett. 412, 243-247 (2007).
  56. Ikeda, E. R., et al. The valsalva maneuver revisited: the influence of voluntary breathing on isometric muscle strength. J. Strength Cond. Res. 23, 127-132 (2009).
  57. McCarthy, M., et al. Visual analog scales for assessing surgical pain. J. Am. Coll. Surg. 201, 245-252 (2005).
  58. Finnerup, N. B., Johannesen, I. L., Sindrup, S. H., Bach, F. W., Jensen, T. S. Pain and dysesthesia in patients with spinal cord injury: A postal survey. Spinal Cord. 39, 256-262 (2001).

Tags

Медицина выпуск 71 неврологии нейробиологии анатомии физиологии поведения электростимуляция BreEStim электроды добровольное дыхание дыхание вдохновение боли невропатической боли боли спастичность инсульт повреждения спинного мозга головного мозга центральной нервной системы ЦНС клинической электромиограммы нервно-мышечной электрической стимуляции
Дыхание контролируемой электрической стимуляции (BreEStim) для управления невропатической боли и спастичности
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Li, S. Breathing-controlled… More

Li, S. Breathing-controlled Electrical Stimulation (BreEStim) for Management of Neuropathic Pain and Spasticity. J. Vis. Exp. (71), e50077, doi:10.3791/50077 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter