Summary
목적은 새로운 방법, neuropathic 고통과 spasticity의 관리를위한 호흡 제어 전기 자극 (BreEStim)를 제시하는 것입니다.
Abstract
전기 자극 (EStim)은 기능적인 치료 목표를 달성하기 위해 근육이나 신경에 전기 전류의 응용 프로그램에 나타냅니다. 그것은 광범위하게 다양한 임상 환경에서 사용되었습니다. 자발적 호흡 동안 자발적 호흡 및 시스템 간의 본질적인 생리적 상호 작용의 전신 효과에 관한 최근의 발견을 기반으로, 새로운 EStim 프로토콜은 호흡 제어 전기 자극 (BreEStim)는, 전기 자극의 효과를 증가하기 위해 개발되었습니다. BreEStim에서 단일 펄스 전기 자극이 발생되어 격리 자발적인 영감의 공기 흐름 속도가 임계 값에 도달 대상 영역으로 전달됩니다. BreEStim는 자발적 호흡하는 동안 활성화되어 있으며 우수한 임상 효능을 입증 고유 생리 상호 작용을 통합합니다. 관리 후 스트로크 손가락 플렉스의 : BreEStim의 두 대표 응용 프로그램은 자세한 프로토콜과보고척추 손상 또는 spasticity과 neuropathic 고통.
Introduction
전기 자극 (EStim)은 기능적인 치료 목표를 달성하기 위해 근육이나 신경에 전기 전류의 응용 프로그램에 나타냅니다. 그것은 광범위하게 다양한 임상 설정, 통증에 대한 예를 들어, transcutaneous 전기 신경 자극 (수만)에 사용 된 관리 1, 활성화 및 마비 나 약해진 근육의 강화 3 피트 드롭 2, 신경 근육 전기 자극 (NMES)에 대한 peroneal 신경 자극. NMES는 기능 작업을 달성하는 데 사용되는 경우,이 기능 전기 자극 (FES) 4 칭했다입니다. Electromyogram은 (EMG) 발생 신경 근육 자극은 뇌졸중 7 일, 15 일 이후 모터 복구 5-14과 spasticity 감소에 전기 자극의 효과를 증가하는 데 사용되었습니다. 본 논문에서는 새로운 EStim 프로토콜 - 호흡 조절 전기 자극 (BreEStim)는 systemi의 최근 연구 결과에 따르면, 도입자발적 호흡 16, 17의 C 효과.
Transcutaneous 전기 신경 자극 (수만)는 통증 관리 1에 대한 비 약리 양상이다. 수십은 비 침투 저렴, 안전 금고 및 18 사용이 편리합니다. 수십은 일반적으로 소정의 처리 시간에 대한 다양한 주파수, 강도, 그리고 자극의 펄스 기간에 적용됩니다. 수십는 neuropathic 고통을 포함하여 통증 다양한 조건에 적용되었습니다. 수십의 임상 효과는 특히 척추 손상 (SCI) 및 절단 (리뷰 1, 19, 20 참조)에서 논란이 있습니다. 가능한 메커니즘 게이트 제어 이론 21, 내생 opioids 22 릴리스, 23입니다. 중국어 번체 의학의 침술은 통증 관리를위한 또 다른 비 약리 양상이다. 이곳은 서양 의학 24에 승인되었습니다. 현대 침술에서 전통 침술 바늘은 표면 엘레로 대체되었습니다ctrode (또는 동급). 전문 전극은 기존 acupoints 이상 장소입니다 전기 자극이 전달됩니다. 이 수정은 electroacupuncture 25, 26 칭했다되었습니다. 바늘 침술과 electroacupuncture은 내생 opioids의 릴리스 27, 28을 통해 두 진통제에 효과적입니다. electroacupuncture의 효과는 일반적으로 신뢰할 수 있으며, 그러나 효과는 전달 전기 자극의 강도와 빈도에 따라 달라집니다. 전기 자극을 다른 주파수는 다른 내생의 opioids를 생성하고, 진통제 효과는 27 록손 - 치료 26. 최근,이 반복적 인 고통스러운 자극 (aversiveness)가 상당한 고통을 감쇠로 연결하는 발견되었습니다. 유도 통증 감쇠 29 록손 - 되돌릴 수 없습니다. 가능한 새로운 개입으로 메커니즘을 (침술, 전기 자극, aversiveness) 대처 이러한 고통이 통합하면 그 임상 효능을 향상 수 있습니다.
5-10 손가락 확장 장애인, 12-14, 34 후 스트로크 모터 복구를 촉진하기 여러 해 동안 사용되었습니다. 손 기능의 복구가 뇌졸중 환자에 대한 중요하며, 아직 매우 도전이다. 대략 뇌졸중을 경험 모든 사람들이 세 번째 손 기능 33의 주요 장애인으로, 상부 끝단 30-32의 일부 잔류 손상을 갖게됩니다. 근육 활동이 임계 수준에 도달 할 때까지 EMG-촉발 NMES의 개입 프로토콜은 특정 운동에 대한 신근 근육의 자발적인 수축의 개시를 포함한다. 즉시 EMG 활동이 대상 임계 값에 도달으로 도움을 전기 자극은 운동을 촉진하기 시작합니다. 이 개입 프로토콜은 모터 복구 6, 7에서 일반 NMES에 우수합니다. 채와 유 35 모든 무작위 통제 연구가 개입를 사용하여 운동 기능의 향상을보고하는 것으로 나타났습니다가장 개선을 적당히 장애 환자에게 온난있는 프로토콜. 그것은이 개입 회복에 measureable 변화뿐만 아니라 피질 6, 7에서 설명하는 변경 사항이 환자 (대상 EMG 임계 값을 설정하여)이 결과의 적극적인 참여를 활용하는 가능성이 높습니다. 이것은 대조군 36과 비교 한, NMES 그룹의 치료 후 ipsilateral somatosensory 피질에서 대뇌 피질의 강도에 상당한 증가를 보여 최근 기능성 MRI 연구에서 지원됩니다. 또한, 전기 자극은 뇌졸중 7, 15 일 이후 spasticity를 감소하는 데 도움이 될 수 있지만 효과는 EStim 37 후 약 30 분, 짧은 지속됩니다. 반면, 호흡 조절 전기 자극의 최근 발명 (BreEStim)는도 치료 16 단일 세션 후, spasticity의 감소에 오래 지속되는 효과가있다.
인간의 호흡은 매우 독특한 모터 행위입니다. 그것수면 중에 예를 들어, (자동 호흡) reflexively 제어, 또한 자발적으로 필요할 때 할 수 있습니다 (자발적 호흡), 예를 들어, 자발적 호흡하는 동안 노래, 음성 등 인간이 자발적으로 자발적으로 대뇌 피질의 활성화 (를 통해 호흡 자율 통제를 억제 할 필요가 "대뇌 피질의 호흡기 센터") 38, 39. 뇌 영상 연구 40-51은 기본 모터 피질 (M1), premotor 피질, 보조 모터 지역, 기본 및 보조 somatosensory cortices, insula, 앞 cingulate의 피질을 포함한 양자 대뇌 피질 영역의 광범위한 호흡기 관련 참여를 증명하고있다 와 편도의, 그리고 dorsolateral 전두엽 피질. insula는 센터를 brainstem에 강한 연결을 가지고 알려져 있으며 통증 처리 52에 관한 일을하고있다. 만료는 수동적 인 반면 자율 호흡하는 동안 영감은 주로 가슴 벽의 반동 힘에 의존, 운영 중입니다. 마찬가지로, 의지영감 의지 만료 46에 비해 더 호흡기 관련 대뇌 피질과 subcortical 영역을 활성화합니다. 자발적 호흡하는 동안 활성화 이러한 대뇌 피질과 subcortical 영역이 또한 근육 톤, 고통, 자세, 감정, 음성 등을 따라서 등 다양한 기능을 53,에 관련되어, 다른 기능의 변조와 호흡에 상호 작용을 연결하는 데 불합리하지 않습니다.
최근, 우리는 자발적으로 호흡하는 동안 호흡 및 모터 시스템 사이의 상호 작용이 존재한다는 발견했습니다. 특히, 손가락으로 확장 영감 커플 링 16, 54-56이 있습니다. 전기 자극은 만성 뇌졸중 환자의 자발적 호흡의 inspiratory 단계, 손가락 flexor의 spasticity의 감소 오래 지속 효과 (근육 톤) 16 관찰하는 동안 손가락 extensors에게 전달하는 경우. 위의 - 더 - KN와 환자의 유령 통증을 촬영 또 다른 연구 17 년EE의 절단은 BreEStim 치료 후 사라하지만, 실수로 지속적인 전기 자극을받은 후 28일 나중에 다시 - 나타났다. 이 사례 연구는 neuropathic 고통 (촬영 팬텀 통증)의 유해 자극의 정서적 인 구성 요소가 실수로 자극하여 다시 실행 한 다음 BreEStim 처리에 의해 수정되지만되었는지 이해 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 톤과 고통 감소 이러한 관찰은 자발적 호흡, 특히 영감을가 neuropathic 고통을 관리 및 사후 스트로크 spasticity 관리에의 효능을 향상시키는 전기 자극 패러다임에 통합 할 수 있다는 사실을 보여주고 있습니다.
사례 프리젠 테이션
사례 1 : 포스트 행정 Spasticity 관리
환자는 뇌졸중 22개월 전을 보조 권리 hemiplegia을 가진 69년짜리 남자 였어요. 그는 의학적으로 안정 및 외래 물리적 및 occu에서 배출되었습니다pational 치료 프로그램. 뇌 이미징 결과는 실험시 사용할 수 없었다. 그는 오른쪽에있는 약점을 가지고 있지만 보조 장치없이 독립적으로 걸을 수있었습니다. 그는 잔여 자발적으로 손가락을 굴곡 및 확장했지만, 90 °에서 MCP의 굴곡, 즉하지 충분히 기능을 사용하기 위해 손과 손가락을 열 수의 70 °에 그의 오른쪽 metacarpophalangeal (MCP) 관절의 움직임의 제한 활성 범위와. 그의 오른쪽 손가락 flexors의 근육 톤은 적당히 증가되었다. 수정 Ashworth 척도 (MAS)은 1 +했습니다. 오른손 손가락의 감각 그러나, 가벼운 터치로 그대로했습니다. 그는 손가락 extensors에 약 30 분 BreEStim을 받았습니다. 그의 손가락 flexor의 spasticity는 최소한으로 감소 (MAS = 0)과 자발적 손가락 확장은 즉시 치료 후 거의 정상이되었다. 이 환자는뿐만 아니라 손의 기능을 회복. 그는 자신의 장애 손을 사용하여 칼과 버튼 셔츠와 고기를 줄일 수 있다고보고했다. Mor전자 놀랍도록, 복구 후속 방문 (그림 1) 동안 최소한 8 주 유지.
사례 2 : Neuropathic 통증 관리
환자는 T8 ASIA 척추 손상의 결과로, 자동차 사고로 4.5 년 전에 척추에 부상을 입은 40 살 남자 였어요. 그는 다른 활성 의료 문제가 없었다 동안 환자가 부상 수준에서 neuropathic 고통의 불평을했다. 그는 치료를하기 전에 2 주 통증이 정권을 안정적이었다. 그는 먼저 EStim을 (5 연속 일 동안 하루에 한 세션)받은 유실로 일주 기다린 후 동일한 용량 (5 연속 일 동안 하루에 한 세션)으로 BreEStim을 받았습니다. 각 치료 세션은 120 자극 (EStim 또는 BreEStim)으로 구성. 표면 전극은 오른쪽 팔 앞쪽의 acupoints (Neiguan 및 Weiguan)에 배치되었다. 수정 시각 아날로그 척도 (mVAS)가 각 개입 (EStim 및 BreEStim)의 효과를 비교하는 데 사용되었다. 우로서환자가 성공적으로 항생제로 치료 된 요로 감염 (UTI)을했을 때 그림 2 wn은 BreEStim는 BreEStim 동안 2 일을 제외하고 EStim보다 더 큰 고통을 감소 효과를했습니다. 전기 자극의 강도는 EStim 및 BreEStim (그림 2) 사이 비슷했다. 그는 심지어 UTI 동안 (stimulator에서 최대 출력 강도가 사용되었다) 모두에게 개입을 용납. 전체 실험 기간 (4 주) 동안, 주제는 동일한 용량과 고통 약품의 일정을 유지하고있다. BreEStim 및 EStim 치료 세션 모두 하루 중 같은 시간 (11 사이의 정오 오전)에서 수행되었다 고통 등급 그러한 그 변경 가능 자극 효과와 낮의하지 변형에 기인 할 수있다.
Protocol
다음 BreEStim 프로토콜은 손가락 flexor의 spasticity와 neuropathic 고통을 관리 모두에 적용 할 수있다. 가장 큰 차이점은 표면 전극 배치와 자극 강도의 조정에 자리 잡고 있습니다. 이러한 차이는 각 응용 프로그램에 대한 자세히 설명되어 있습니다.
1. 제목 준비 및 설정
- 편안하게 좌석 제목을. 치료 테이블에 편안하게 팔과 손을 놓으십시오.
- 표면 전극 배치에 대한 관심의 영역을 식별하고 현지화.
- spasticity 관리를 들어, 손가락 extensors의 근육 배를 만져보다, 전기 자극으로 확인합니다.
- 통증 관리를 들어, 예를 들어, 더 많은 증상으로 SCI를 침술 관심의 측면에 ipsilateral 팔 24 Neiguan와 Weiguan의 점, 예를 들어, 절단 17 또는 측면을 찾습니다. Neiguan는 volar 측면에 손목 포복 절도 위의 3 손가락 폭에 위치하고 있습니다팔 (즉, 말초 팔뚝의 1 / 6) 24 (그림 3)의 중간과 측면 보드 사이의 중간에 D. Weiguan는 팔 (24)의 등쪽면에있는 Neiguan의 대응입니다.
- 초점 및 절연 전기 자극을 제공하기 위해 대한 2cm X 2cm 광장에 각 자기 접착제 전극을 잘라.
- spasticity 관리를 들어, 손가락 신근 근육의 배 (그림 4)를 통해 음극을 배치합니다. 음극에 ~ 2cm 말초 사이트 1로 양극을 연결합니다. 최소한 손목 응답 최대 절연 손가락 확장 응답을 도출하도록 의도 할 때 양극과 음극의 사이트를 최적화 할 수 있습니다.
- 통증 관리를 위해, Neiguan의 음극 전극과 Weiguan에 양극 전극을 배치합니다.
- 전기 stimulator (Digitimer DS7A, 영국에 표면 전극을 연결 www.digitimer.com ).
- 장소 및 보안 안면 보호구. 공기 누출을 방지하고 마스크를 착용 편안함을 (그림 5)를 제공하기 위해 개인의 얼굴에 맞도록 신중하게 안면 보호구의 크기를 선택합니다.
- pneumotach 시스템 (, 캔사스 시티, 미주리, 시리즈 1110A, 한스 Rodolph 주식회사에 안면 보호구를 연결 http://www.rudolphkc.com ).
2. 자발적 호흡에 교육
자발적 호흡, 특히 자발적으로 흡입이 개입에 중요한 역할을합니다. 자주 흡입은 effortful 깊고 빠른 흡입으로 정의됩니다. 단일 절연 심호흡, 일상적인 심호흡과 비슷하지만, 빠르고 강한을 위해 주제를 지시합니다. 호흡주기에 강제 흡입에 앞서 자발적으로 폭발을 수행 할 필요가 없습니다. 피사체가 지시 사항을 이해하기 위해 8 ~ 10 연습 시험을 할 수 있습니다.
3. 전기 자극 Settings
- 0.1ms 기간과 하나의 사각 파 펄스와 같은 단일 전기 자극을 설정합니다. 전기 자극의 강도는 다른 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 하나의 전기 자극은 각 시간을 제공하기 때문에, 주파수 매개 변수를 설정할 필요가 없습니다.
- 2) 피사체가 용납 할 수있는 최고 수준, spasticity 관리를 들어, 1) 절연 손가락을 확장 응답이 손목 관절 응답 최소한의 참여로 elicited 아르 전기 자극의 강도를 결정합니다. 자극 강도의 절대 크기는 다른 목적을위한 다른 될 수 있습니다. 피사체가 가장 좋은 결과를 달성하기 위해 용인 수있는 가장 높은 강도를 권장합니다.
- 통증 관리를 들어, 피사체가 자극 강도의 증가 변경 사항을 확인할 수 있습니다. 시작 강도가 0입니다. 가장 높은 수준은 stimulator 나 피사체가 용인 할 수있는 수준의 최대 출력됩니다. 그러나 명시 적으로 제목을 지시그 불편 함이나 painfulness, 전기 자극도 "aversiveness"이 치료의 일부입니다 요법, 따라서, 피사체가 용납 할 수있는 최고 수준을 선택 제목을 권장합니다.
4. 전기 자극 제어
- BreEStim 및 EStim : 두 가지 방법으로 전기 자극의 전달을 제어 할 수있는 사용자 정의 LabView (국민 악기, 오스틴, TX) 프로그램을 작성합니다.
- 호흡 제어 전기 자극 (BreEStim) (그림 6) :
- 깊은 빠르게 흡입하는 동안 자발적으로 흡입, 즉 동안 정상 공기 흐름 속도를 확인합니다.
- 40 % 피크 공기 흐름 속도입니다 임계 값을 결정합니다. 참고, 깊이 및 빠른 자발적인 호흡을 장려하기 위해 정상적인 호흡시 공기 흐름 속도보다 임계 값이 높은 설정합니다.
- 그런 다음 트리거 기능을 설정합니다. 격리 된 자발적인 흡입의 순간 공기 흐름 속도가 임계 값 이상에 도달하거나, 일전자 LabView 프로그램은 트리거와 미리 설정 기간 및 강도 16으로 하나의 전기 자극을 제공합니다. 피사체가 요청시 휴식 할 수 있습니다.
- 임의로 실행 전기 자극 (EStim) :
- 피사체가 호흡에 대한 특정 지침없이 정상적으로 숨을 쉴 수 있습니다.
- LabView 프로그램은 무작위로 미리 설정 기간 및 강도마다 4-7 초와 하나의 전기 자극을 제공합니다. 마찬가지로, 피사체가 요청시 휴식 할 수 있습니다.
5. BreEStim의 복용량
그것은 치료의 각 세션이 100-120 BreEStim 자극이 것을 권장합니다. 이 약 30-40 분 정도 소요됩니다.
6. 녹음 및 모니터링
- 자발적인 흡입이 프로토콜에 중요한 역할을했기 때문에 공기 누설이 안면 보호구에서이 없는지 확인합니다.
- 피사체가 안면 보호구를 착용 할 때 hypoxemia 및 환기의 징후를 모니터링 할 수 있습니다. 알이러한 목적으로 피사체의 요청에 낮은 나머지.
- 어떤 부작용, 얼굴 마스크를 통해 자발적 호흡의 관용, 모든 심리 사회적 효과를 기록합니다.
- 통증 관리를 들어, 통증의 감소, 즉, 시각 아날로그 점수 (바스) 57과 그 효과의 지속 시간을 기록합니다. 더 이상 고통 감소, 즉 고통이 얼마나 감소되고 얼마나 오래가 (감소 × 시간) 정도의 효과를 수량화하기 위해 수정 바스 (mVAS)를 사용합니다. 전기 자극의 강도 치료의 각 세션에서 차이가 있기 때문에 또한, 각 세션에 대한 평균 강도를 기록합니다.
- spasticity 관리를 들어, 강도, 감각 및 운동의 범위를 포함하여 수정 된 Ashworth 척도 (MAS) 대상 근육 및 기타 임상 측정 값을 기록합니다.
Representative Results
호흡 제어 전기 자극 (BreEStim)은 척추 손상 및 사후 스트로크 손가락 flexor의 spasticity에 neuropathic 고통의 관리에 우수한 임상 효능을 입증하고 있습니다. BreEStim 치료 후 Spasticity 감소는 전처리 조건의 심각도에 따라 달라집니다. 그림 1에 도시 된 바와 같이, 손가락 flexor의 spasticity는 크게 BreEStim 치료 후 감소되었습니다. 손가락 flexor의 spasticity는 최소 (MAS = 0)으로 MAS에서 1 + 감소되었습니다. 환자는 기능 사용을 위해 손과 손가락을 열 수 있습니다. 그것은 다른 환자는 spasticity의 감소와 기능 향상 같은 학위를 소지하지 않을 수 있습니다하는 것이 중요합니다. 심각한 손가락 flexor의 spasticity (MAS는 = 3) 및 잔류 자발적으로 손가락을 확장합니다 (그림 4 참조)이없는 환자에서 손가락 flexor의 spasticity는 MAS = 1로 감소되었습니다. 이 손가락을 범위로 환자가 쉽게하지만, 그녀 헥타르의 기능 사용을 복원하지 않습니다차.
BreEStim도 더하고 더 이상 통증 감소 효과를 보여줍니다. 그림 전기 자극과 비슷한 강도와 함께 BreEStim 일반 전기 자극보다 더 나은 결과를 가지고 두 보여줍니다. 환자가 요로 감염이있을 때 그러나, BreEStim은 2 일에 통증 점수에 영향을 미치지 않았다. 이 고통은 감염에 의해 실마리를 못 찾고 때 BreEStim 고통 감소에 영향을 미치지 않습니다 것을 제안합니다.
자원 봉사 호흡은 BreEStim에서 핵심적인 역할을 담당하고 있습니다. 이 공기 누출을 방지하기 위해 환자에 맞는 안면 보호구를 (그림 5)을 선택하는 것이 중요합니다. 공기 흐름 속도가 정상 호흡 (1.6 리터 / 초, 그림 6) 동안 상대적으로 낮은 것입니다. 강력 자발적인 흡입은 크게 공기 흐름 속도 (8리터 / 초 정도) 증가 수 있습니다. 표면 전극의 위치도 중요합니다. 로 자세히 설명하고 그림 3과 그림 4에 도시 된 바와 같이, 통증에 대한 배치그리고 spasticity 관리는 다릅니다. 그것은 손가락 extensors의 근육 배의 위치를 위축의 결과로 변경 될 수 있습니다, 뇌졸중 후 기형에 유의 할 필요가 있습니다.
그림 1. 손 자세 전후 BreEStim의 비교. 뇌졸중 환자는 BreEStim 후 손을 열 수 있습니다.
그림 2. 통증 감소에 BreEStim와 EStim 효과의 비교.
그림 3. Neiguan의 위치. 참고 Waiguan는에 Neiguan의 대체물이기도합니다팔의 등쪽면.
그림 4. 손가락 extensors에 표면 전극의 위치.
그림 5. BreEStim 동안 환자. 표면 전극은 Neiguan과 Waiguan에 게재됩니다.
그림 6. 자발적 영감과 휴식 영감 동안 공기 흐름 속도의 실시간 측정. 공기 흐름 속도가 휴식 영감을보다 자발적으로 영감을 때 훨씬 더 높은 값입니다. 이 환자의 호흡이 중단되었음을 눈에 띄는 것입니다전기 자극에 의해.
Discussion
로 위의 두 경우에 표시 호흡 조절 전기 자극 (BreEStim)는과 위의 환자 중심 원산지 neuropathic 고통의 spasticity 관리 및 후속 손 기능 회복 만성 뇌졸중 환자 16뿐만 아니라, 관리에 임상 효능을 입증하고 있습니다 척추 부상 이상 - 더 - 무릎 절단의 17 환자의 주변 원산지. 이 향상된 임상 결과와 BreEStim의 광범위한 임상 응용 프로그램은 독특한 접근 방식에 대해 표시됩니다. 자발적 호흡 - 관련 대뇌 피질과 subcortical 활성화 40-51의 짧은 창을 대상으로 전기 자극으로 개입 spasticity 관리 16 고유 생리 커플 링, 예를 들어, 호흡기 모터 커플 링을 통해 그 임상 효능을 증가 수 있습니다. 이 개입에서 자발적 호흡은 특히 자발적인 영감 중요됩니다. 환자 교육 적절한 호흡 기법과 호흡 매개 변수의 정확한 측정 (예를 들어, 아니 공기 누설)에 BreEStim 개입의 실패를 방지하기위한 조치입니다.
새로운 개입 프로토콜 - BreEStim는 더 나은 효능과 폭 넓은 응용 프로그램에 추가하여, 몇 장점이 있습니다.
BreEStim 환자 중심입니다. 자발적 호흡이 17 필요합니다 때문에 BreEStim 환자의 적극적인 참여를 권장합니다. 환자들은 적극적으로 그들의 고통을 관리에 참여 아니라, "자신의 치료에 수동적 인 참가자"라고 느낍니다. 예를 들어, 환자는 0에서 환자 17을 용납 할 수있는 최고 수준으로 시작, 전기 자극의 강도를 제어합니다. 이 자신의 치료 준수를 향상시킬 수 있습니다. EMG - 실행 EStim도 적극적인 참여 36을 포함하지만, 환자는 전기 자극의 강도를 제어 할 수 없습니다.
ntent는 "> BreEStim는 통합 시스템 기반의 접근 방식을 취합니다.으로 이전 연구 17에 보여, 다른 통증 대처 메커니즘은 전기 자극, 침술, aversive의 자극, 그리고 자발적 호흡의 전신 효과를 포함해서 1 개 프로토콜에 통합되어 있습니다. 이와 같이 환자가 강화 된 진통제 효과로 이어지는, 전기 자극의 높은 수준을 용인 할 수 있습니다. 이러한 긍정적 인 피드백 루프 (보상 시스템의 활성화)보다 임상 효능의 결과는., 자발적 호흡의 특정 신호를이 통합 시스템 기반의 접근 방식을 사용하여 또한 시스템 사이의 상호 작용의 시간 창을 식별하는 데 사용할 수 있습니다. 따라서, BreEStim이 심한 spasticity 환자에 적용 할 수있다.이 환자는 따라서 대상 근육에서 "깨끗한"EMG 신호가없는, 보통 자발적인 수축을 수행 할 수 없습니다 사용할 수 있습니다. EMG - 실행 전기 자극에 타겟팅 된 근육의 EMG 신호를 (<em>를 예를 들어, 손가락 extensors)는 전기 자극을 실행하는 데 필요합니다. 따라서, EMG - 실행 EStim의 응용 프로그램은 중간 spasticity에 약한 환자로 제한됩니다.BreEStim는 비 침습적, 비 약리 치료입니다. 환자는 종종 약물의 장기 사용을 필요로하고, 만성 통증과 spasticity에 가장 약은 종종 심각한 부작용을 가지고 있기 때문에이 중요합니다. 가능한 부작용이 잠재적 인 부작용이 BreEStim 치료에 피할 수 중독, 과다 복용, 금단 증상, 그리고 변비 등이 포함되어 있습니다.
BreEStim는 다른 선택이 될 것입니다. neuropathic 고통이 관리하기 어려운, 특히 때 더 나은 진통제 효과로 대체 비 약리 치료가 중요합니다. 예를 들어, 조치 만 7 % 약리 치료 S 다음 neuropathic 고통 효과가보고우편 설문 조사 (58)에서 CI.
요약이 호흡 기반의 자극 BreEStim는 자발적으로 호흡하는 동안 활성화 고유 생리 커플 링의 새로 발견 된 현상에 기반을두고 있습니다. BreEStim 프로토콜은 neuropathic 고통과 사후 스트로크 spasticity 관리에 임상 효능을 입증하고 있습니다. 또한 연구는 개입의 효과를 중재 기본 메커니즘을 검토 보증합니다. 중요한 것은, 아직 discerned하지 않은 다른 응용 프로그램이있을 수 있습니다.
Disclosures
방법과 골격 근육을위한 호흡 조절 전기 시뮬레이션 (발명가 : SL, 특허, 출원 번호 12146176 출원 중)의 장치.
Acknowledgments
이 연구는 NIH 보조금 (; NIH / NICHD / NCMRR R24 HD050821-08 도급 계약에 따라 시카고 재활 연구소와 NIH / NINDS R01NS060774)에 의해 부분적으로 지원되었다. 저자는 크레이그 Ditommaso, 그의 편집 및 유용한 제안 MD에게 감사를드립니다.
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 |
References
- Sluka, K. A., Walsh, D. Transcutaneous electrical nerve stimulation: Basic science mechanisms and clinical. 4, 109 (2003).
- 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).
- Sheffler, L. R., Chae, J. Neuromuscular electrical stimulation in neurorehabilitation. Muscle Nerve. 35, 562 (2007).
- Moe, J. H., Post, H. W. Functional electrical stimulation for ambulation in hemiplegia. J. Lancet. 82, 285-288 (1962).
- 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).
- 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).
- Chae, J. Neuromuscular electrical stimulation for motor relearning in hemiparesis. Phys. Med. Rehabil. Clin. N. Am. 14, 93-109 (2003).
- Chae, J., et al. Neuromuscular stimulation for upper extremity motor and functional recovery in acute hemiplegia. Stroke. 29, 975-979 (1998).
- 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).
- 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).
- Cauraugh, J. H., Kim, S. B. Chronic stroke motor recovery: duration of active neuromuscular stimulation. J. Neurologic. Sci. 215, 13-19 (2003).
- Crisan, R., Garner, C. Effectiveness of EMG-triggered muscular stimulation in outpatients with a stroke older than one year. Neurol. Rehabil. 7, 228 (2001).
- 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).
- 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).
- Bakhtiary, A. H., Fatemy, E. Does electrical stimulation reduce spasticity after stroke? A randomized controlled study. Clin. Rehabil. 22, 418-425 (2008).
- Li, S., Rymer, W. Z. Voluntary breathing influences corticospinal excitability of nonrespiratory finger muscles. J. Neurophysiol. 105, 512-521 (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Melzack, R., Wall, P. D. Pain mechanisms: a new theory. Science. 150, 971-979 (1965).
- 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).
- 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).
- Deadman, P., Al-khafaji, M., Baker, K. A manual of acupuncture. , Eastland Press. Visa, California. (2007).
- Han, J. S., Li, S. J., Tang, J. Tolerance to electroacupuncture and its cross tolerance to morphine. Neuropharmacol. 20, 593-596 (1981).
- Han, J. S. Acupuncture and endorphins. Neurosci. Lett. 361, 258 (2004).
- 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).
- Wan, Y., Wilson, S. G., Han, J., Mogil, J. S. The effect of genotype on sensitivity to electroacupuncture analgesia. Pain. 91, 5-13 (2001).
- Rennefeld, C., Wiech, K., Schoell, E. D., Lorenz, J., Bingel, U. Habituation to pain: Further support for a central component. Pain. 148, 503 (2010).
- Gray, C. S., et al. Motor recovery following acute stroke. Age Ageing. 19, 179-184 (1990).
- 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).
- 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).
- Trombly, C. A. Occupational therapy for physical dysfunction. Trombly, C. A. , Williams & Wilkins. Baltimore. 454-471 (1989).
- Bocker, B., Smolenski, U. C. Training by EMG-triggered electrical muscle stimulation in hemiparesis. 13, 139 (2003).
- Chae, J., Yu, D. A critical review of neuromuscular electrical stimulation for treatment of motor dysfunction in hemiplegia. Assist Technol. 12, 33-49 (2000).
- Kimberley, T. J., et al. Electrical stimulation driving functional improvements and cortical changes in subjects with stroke. Exp. Brain Res. 154, 450-460 (2004).
- 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).
- Haouzi, P., Chenuel, B., Barroche, G. Interactions between volitional and automatic breathing during respiratory apraxia. Respir Physiol. Neurobiol. 152, 169-175 (2006).
- Guz, A. Brain, breathing and breathlessness. Respir. Physiol. , 109-197 (1997).
- Colebatch, J. G., et al. Regional cerebral blood flow during volitional breathing in man. J. Physiol. 443, 91-103 (1991).
- Maskill, D., Murphy, K., Mier, A., Owen, M., Guz, A. Motor cortical representation of the diaphragm in man. J. Physiol. 443, 105-121 (1991).
- 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).
- 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).
- 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).
- Macey, P. M., et al. Functional magnetic resonance imaging responses to expiratory loading in obstructive sleep apnea. Respir. Physiol. Neurobiol. 138, 275-290 (2003).
- 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).
- 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).
- Smejkal, V., Druga, R., Tintera, J. Brain activation during volitional control of breathing. Physiol Res. 49, 659-663 (2000).
- 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).
- Evans, K. C. Cortico-limbic circuitry and the airways: Insights from functional neuroimaging of respiratory afferents and efferents. Biol. Psychol. 84, 13 (2010).
- Evans, K. C., et al. Modulation of spontaneous breathing via limbic/paralimbic-bulbar circuitry: An event-related fMRI study. NeuroImage. 47, 961 (2009).
- 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).
- Subramanian, H. H., Balnave, R. J., Holstege, G. The midbrain periaqueductal gray control of respiration. J. Neurosci. 28, 12274 (2008).
- Li, S., Laskin, J. J. Influences of ventilation on maximal isometric force of the finger flexors. Muscle Nerve. 34, 651-655 (2006).
- Li, S., Yasuda, N. Forced ventilation increases variability of isometric finger forces. Neurosci. Lett. 412, 243-247 (2007).
- 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).
- McCarthy, M., et al. Visual analog scales for assessing surgical pain. J. Am. Coll. Surg. 201, 245-252 (2005).
- 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).
