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Behavior

Neuronavigation geführte Repetitive transkranielle Magnetstimulation für Aphasie

Published: May 6, 2016 doi: 10.3791/53345

Abstract

Repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) wird für einige neurologische Erkrankungen weit verbreitet, da sie Anerkennung für ihre mögliche therapeutische Wirkungen gewonnen hat. Erregbarkeit des Gehirns ist nicht-invasiv durch rTMS moduliert und rTMS auf die Sprachgebiete hat seine möglichen Auswirkungen auf die Behandlung von Aphasie bewährt. In unserem Protokoll streben wir durch die Hemmung der Brodmann Bereich 44 und 45 unter Verwendung von neuronavigational TMS (NTM) und F3 des Internationalen 10-20 EEG-System für konventionelle TMS (CTMS) virtuelle Aphasie bei gesunden Probanden künstlich zu induzieren. Um den Grad der Aphasie, Veränderungen der Reaktionszeit auf ein Bild Namensgebung Aufgabe vor und nach der Stimulation gemessen werden gemessen und die Verzögerung in der Reaktionszeit zwischen NTMs und CTMS vergleichen. Genauigkeit der beiden Stimulationsmethoden TMS wird verglichen, indem die Mittelungs Talairach Koordinaten des Ziels und der aktuellen Stimulation. Die Konsistenz der Stimulation wird durch den Fehlerbereich von dem Ziel unter Beweis gestellt. Der Zweck dieses study ist die Verwendung von NTM zu demonstrieren und die Vorteile und Grenzen der NTMs denen von CTMS im Vergleich zu beschreiben.

Introduction

Repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) aktiviert nicht-invasiv neuronale Schaltkreise in den zentralen und peripheren Nervensystems. 1 rTMS moduliert die Erregbarkeit des Gehirns 2 und hat potenzielle therapeutische Wirkungen in mehreren psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen, wie zum Beispiel motorische Schwäche, Aphasie, Vernachlässigung und Schmerz . 3 die Zielstellen für rTMS andere als sind die motorischen Kortex üblicherweise das Internationale 10-20 EEG - System identifiziert oder durch Abstände von bestimmten externen Sehenswürdigkeiten zu messen.

Allerdings interindividuelle Unterschiede in Größe, Anatomie und Morphologie der Hirnrinde sind nicht berücksichtigt, eine optimale Ziel Lokalisierung herausfordernd zu machen. 3 Ein weiterer kritischer Punkt für rTMS - Anwendungen ist die Diskordanz zwischen Aufsetzen der Magnetspule und der kortikalen Region bestimmt Stimulation.

Optisch verfolgt Navigationsneurochirurgie hat expanded es Anwendungen, die die kognitiven Neurowissenschaften Bereich einschließlich rTMS zur Führung der Magnetspule zu umfassen. Das neuronavigational System hilft bei der optimalen Zielstrukturen für rTMS identifizieren. Solche 4,5 Divergenz in Spulenpositionierung auf dem Zielgebiet häufig mit dem herkömmlichen Verfahren tritt das System 10-20 EEG Annahme, und dies soll durch Neuronavigation zu überwinden.

Broca-Bereich Targeting, mit individuellen anatomischen Mapping Das Studienprotokoll beschreibt eine Methode, virtuelle Aphasie bei gesunden Probanden durch neuronavigational rTMS zu induzieren. Der Grad der virtuellen Aphasie in Bezug auf die Änderung Bild Namensgebung in der Reaktionszeit gemessen und verglichen mit denen aus dem herkömmlichen Stimulationsverfahren. Die Neuronavigation geführte Verfahren weist eine höhere Genauigkeit für magnetische Impulse an das Gehirn zu liefern, und wird somit zu zeigen größere klinische Änderung zu erwarten als bei dem herkömmlichen Verfahren. Das Ziel dieses Gestüty war für Patienten mit Aphasie in klinischen Umfeld eine präzisere und effektive Methode zur Stimulation einzuführen.

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Protocol

Ethik-Erklärung: Diese Studie der Institutional Review Board eines verblindeten Krankenhaus genehmigt wurde.

1. Vorbereitung Materialien (Tabelle 1)

  1. Verwenden TMS Geräte mit maximaler Leistung von 3,0 Tesla und einer Stromversorgung von 200-240 Vac 50/60 Hz 5A bei einer Impulsbreite von 350 us.
  2. Erwerben Ruhemotorschwelle (RMT) in jedem Fach durch Elektromyographie (EMG) der Motor evozierte Potentiale (MEP) mit dem TMS-System und die aktive Elektrode, um zu bestimmen (Schritt 3.1 für Details). Stellen Sie die RMT als individuelle Intensität für die eigentliche TMS Studienprotokoll (Abbildung 1).
    Hinweis: Das neuronavigational System umfasst einen Computer-Bildschirm, subjektive Verfolger, Spule tracker, Zeiger, Kalibrierungsblock, Kamera und TMS Stuhl Sitzsystem. (Figuren 2 bis 4)
  3. Verwenden Sie das Superlab Programm einzurichten, um die Bild Aufgabe benennen und präsentieren den Reiz zu den Themen, den Grad der induzierten Virtu zu testenal Aphasie.
  4. Nehmen Sie die Reaktionszeit für jedes Bild eine Sprachaufnahme-System, 4 detaillierter in Schritt beschrieben.
  5. Analysieren Latenz und Dauer der Bildbenennungsantwort durch ein Sprachanalysesystem, 4 in detaillierter in Schritt beschrieben.

2. Überprüfung der Studiendesign

  1. Verwenden Sie rTMS Virtuelle Aphasie zu induzieren.
    1. Bitten Sie das Motiv das Bild Benennung Aufgabe auszuführen, genauer beschrieben in Schritt 4 Bild Benennung Aufgabe.
    2. Tragen Sie entweder Neurogeführte rTMS (NTM) oder konventionellen rTMS (CTMS) während der Bildbenennungsaufgabe. Die Einzelheiten von CTMS werden in den Schritten 5.3.2 und 5.5 beschrieben.
  2. Messung der Reaktionszeit und der Fehlerrate für die Bild benennen und die Ergebnisse unter beiden Bedingungen zu vergleichen, wie es detaillierter in Schritt 4 beschrieben.

3. Herstellung des TMS-Protokoll

  1. Bestimmen Sie RMT
    1. Legen Sie die aktive Elektrode auf der linken ersten Rücken interosseous (FDI) Muskel.
    2. 10 aufeinander folgenden Stimulationen nach rechts M1 Bereich liefern bei einer 4-6 sec Interstimulus Intervall, um die Kontraktion des linken FDI Muskel überprüfen.
    3. Bestimmen Subjekts RMT die minimale Intensität TMS unter Verwendung, bei der ein Peak-to-peak Amplitude MEP größer als 50 uV mindestens fünfmal erzeugt wird.
  2. TMS Mapping
    1. Besorgen Sie sich eine hohe Auflösung T1-gewichteten Magnetresonanz (MR) anatomische Bilder mit einem 3-T MR-Scanner des Themas für die Nutzung des neuronavigational Systems. Die Parameter für die MRT - Untersuchung sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
      Hinweis: Übertragen der Gehirn MR - Bilder mit dem Neuronavigationsprogramm, das das Gehirn und der Haut krummlinigen jeder einzelnen Verwendung anatomischer Führung der vorderen Kommissur (AC) und hinteren Kommissur (PC) rekonstruiert, wie in Figur 5 gezeigt.
      1. Rekonstruieren die Hautstruktur
        1. Beziehen Sie die Datei des Gehirns MR ThemaBild in Standard Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Format. Konvertieren Sie das MR-Bild von "convert Studie" auswählen. Stellen Sie das Suchverzeichnis, aus dem die Datei auf den Computer Neuro übertragen wird. Konvertieren Typ sollte DICOM-Typ ausgewählt werden, um in der Neuronavigationsprogramm verwendet werden.
        2. Übertragen Sie die DICOM-Datei auf den Computer, in dem die Neuro Programm installiert ist. Implementieren Sie das Navigationsprogramm. Das Standardsymbol ist "Anatomische." Für einen neuen Patientenakte, wählen Sie eine der DICOM-Bilddateien.
        3. Klicken Sie auf "Atlas Räume". Dieser Schritt ist der Bezugspunkt zu setzen, jedes Bild zu rekonstruieren. Drücken Sie auf "neu" im Dropbox und die Referenz anatomischen Struktur durch "Handbuch (AC-PC-Box)" klicken.
        4. Finden Sie die AC des Corpus callosum des Patienten, nur die Mittellinie von zwei vor den Säulen des Fornix platziert Hemisphären. Mark AC auf dem MR-Bild und klicken Sie auf "Set AC".
        5. Finden der PC des Patienten, wobei die Mittellinie der beiden Hemisphären im dorsalen Aspekt des oberen Endes des zerebralen Wasserleitung. Mark PC auf dem MR-Bild und klicken Sie auf "PC".
        6. Klicken Sie auf "Rekonstruktionen", um die Hautstruktur zu machen. Drücken Sie auf "neu" im Dropbox, um "Skin". Stellen Sie den Bereich für den Wiederaufbau auf den MR-Bildern. Achten Sie darauf, den ganzen Schädel mit der Nasenspitze und beide Ohren zu umfassen.
        7. Klicken Sie auf "Compute Haut" in der neuen Struktur. Warten Sie, bis der Vorgang abgeschlossen ist. Nach Abschluss der Haut Konstruktion sollte die Haut Morphologie angezeigt werden.
      2. Wählen Sie "Full Gehirn krummlinigen" in der "Rekonstruktion" Abschnitt des Gehirns krummlinigen folgenden 3.2.1.1 zu rekonstruieren. Ähnlich wie bei dem vorherigen Schritt, stellen Sie den Bereich für den Wiederaufbau auf den MR-Bildern die Nasenspitze enthält. Klicken Sie auf "Compute krummlinigen". Voll Gehirn krummlinigen angezeigt werden soll nach dem Bau abgeschlossen ist.
    2. Markieren Sie die nasion, Nasenspitze, und beide tragus die anatomischen Landmarken zu registrieren. Dieser Schritt ist der anatomische Punkt zwischen dem Patienten und dem rekonstruierten Hautstruktur für die Konfiguration der relativen Position des Ziels auf der Hirnrinde (Abbildung 6) zu entsprechen.
      1. Klicken Sie auf die "Landmark" -Symbol. Um den Orientierungspunkt zu konfigurieren, markieren Sie die nasion (Punkt zwischen der Stirn Nase, an der Kreuzung der Nasenknochen) auf der berechneten Hautstruktur. Registrieren Sie durch "neue" und speichern Sie es als "Ort 1" klicken
      2. Markieren Sie die Nasenspitze nach nasion als Wahrzeichen der Registrierung der Nasenspitze 1. Registrieren Sie "neu", indem Sie auf und speichern Sie es als "Ort 2"
      3. Markieren Sie jede tragus auf der Hautstruktur. Die tragus ist der kleine spitze Eminenz des äußeren Ohres, vor der Ohrmuschel befindet. Registrieren Sie sich tragus nach dem Markieren und "neuen" Wahrzeichen klicken. Für dieses Protokoll, ist die richtige Tragus regtragene als "Landmark 3" und der linken Seite wird als "Landmark 4" eingetragen.
    3. Setzen Sie das Kopfband mit dem subjektiven Tracker auf den Kopf des Teilnehmers. Kalibrieren Sie die Spule Tracker mit dem Kalibrierungsblock des Navigationssitzsystem bei jeder Sitzung für jedes Thema. Stellen Sie sicher, dass die Navigationskamera erkennt und zeigt alle des Trackingsystems des Subjekts, der Stuhl, der Spule, und der Zeiger auf dem Bildschirm, bevor Sie fortfahren.
      1. Kalibrieren der Spule mit dem Sitzsystem.
        1. Kalibrieren Sie die Spule Tracker vor jeder NTMs Stimulation. Auf dem Hauptcomputer-Menü wählen Sie "Fenster". Klicken Sie auf "TMS Spule Kalibrierung" in der Dropbox. Klicken Sie auf "neu kalibrieren". Bei der zweiten Sitzung, wählen Sie die Spule Namen das erste Mal, und klicken Sie auf "Neu kalibrieren" verwendet.
        2. Legen Sie die TMS-Spule auf dem Standardpunkt posterior Justierkörpers. Achten Sie darauf, die Spule horizontal platziert. Überprüfen Sie, ob dieKamera erkennt sowohl die Kalibrierungsblock und Spule Tracker (in grün dargestellt). Klicken Sie dann auf "Begin Kalibrierung Countdown" und ein 5 Sekunden des Countdowns beginnt. Halten Sie die Spule noch während des Countdowns.

4. Bild Aufgaben Naming

  1. Stellen Sie das Bildprogramm zu benennen jeden Reiz für 3000 ms zu präsentieren, bevor sie automatisch auf das nächste Bild zu bewegen.
  2. Bitten Sie den Teilnehmer das präsentierte Bild so genau und schnell wie möglich zu nennen.
  3. Messen Sie die Reaktionszeit (Latenz von Pop-up des Reizes auf dem Bildschirm mit dem ersten Ton der Teilnehmer gemacht) für jedes Bild durch die durch das Subjekt durch das Headset-Mikrofon aus Ton Erfassung der Freeware-Programm zur Sprachanalyse verwenden.
    1. Vierzig Bilder in Namenslänge und Segmente von zwei bis drei aus der Bilddatenbank der koreanischen Version des Boston angepasst Naming Test (K-BNT) auf dem Bildschirm dargestelltvor und nach Stimulation, wie in der Studie von Kim et al., (2014).

5. TMS Mapping Protocol

  1. Deliver1 Hz Stimulation mit einer Intensität von 90% der RMT für 10 min, mit insgesamt 600 TMS-Impulse.
  2. Halten Sie die Achter-Spule tangential an den Schädel mit der Spule senkrecht zur zielorientiert.
  3. TMS Mapping (Abbildung 7)
    1. Identifizieren der anatomischen Gyrus frontalis inferior (IFG), basierend auf der Oberfläche des Gehirns normalisiert, für NTMS.
      1. Registrieren Sie das IFG als NTMs Ziel.
        1. Klicken Sie auf "Ziel" und drücken Sie "Configure Ziele". Markieren Sie die IFG auf dem Fenster angezeigt wird, das Gehirn krummlinigen. Detaillierte Zieleinstellung wird durch die Ausrichtung jeder Quer und sagittalen MR-Bildern erreicht. Speichern Sie den Punkt als "Flugbahn".
      2. Registrieren Sie Sehenswürdigkeiten mit den Fächern der Kopfhaut.
        1. Klicken Sie auf "Sessions" für die Zuordnung. Erstelleneine neue Sitzung von "Online-Session" in der neuen Dropbox auswählen. Eine "Session 1" Fenster wird erstellt, in dem das Standardsymbol ist "Targets". Wählen Sie den Zielnamen in Schritt 3.2.2.2 gespeichert. (Wählen Sie "Trajektorie 1"). Klicken Sie auf die Schaltfläche "Hinzufügen", und zum nächsten Schritt übergehen.
        2. Klicken Sie auf "Registrierung". Dieser Schritt ist der rekonstruierte Gehirn krummlinigen mit dem Gegenstand zu entsprechen. Der eingetragene Meilenstein in Schritt 3.2.2.1. wird zur Anpassung der anatomischen Punkt mit der realen anatomischen Struktur verwendet.
        3. Stellen Sie sicher, dass die Kamera in der grünen Farbe sowohl den Zeiger und das Thema Tracker, angezeigt identifiziert. Zeigen Sie auf das Thema des nasion mit dem Zeiger. Klicken Sie auf "Probe% Zum nächsten Ort". Zeigen Sie auf die Nasenspitze des Subjekts und es probieren. Wiederholen, bis alle vier Ziele abgestimmt sind.
    2. Legen Sie die Spule auf F3 des 10-20 internationalen EEG - System 7 für CTMS.
  4. Blick auf den Bildschirm, um sicherzustellen, die Spule auf das gewünschte Ziel und wird im gesamten NTMs Verfahren beibehalten. Der Bildschirm sollte das Thema der Hirnoberfläche, beabsichtigte Ziel und die Spule, sowie die Fehlerbereich anzuzeigen , wie die Spule von dem Ziel durch das Bullauge gezeigt weg bewegt (Abbildung 8). Bezugnehmend auf dem Bildschirm stellt die Bedienungsperson die Spule auf dem Ziel, wie es wegbewegt wird.
    1. Führen Sie NTMs über die registrierten Ziel
      1. Klicken Sie auf "Perform" auf dem Bildschirm nach dem Wahrzeichen der Gegenstand der Anmeldung als in Schritt 5.3.1.1 beschrieben. Um die Standardeinstellungen der Kamera zu ändern, um den Zeiger, wählen Sie die Spule Namen während Schritt 3.2.3.1 gespeichert zu erkennen. am unteren Rand des "Driver" Dropbox. Stellen Sie sicher, dass die Kamera sowohl das Thema Tracker und Spule Tracker identifiziert.
      2. Überprüfen Sie, ob der Bildschirm zeigt den relativen Abstand und Winkel der TMS-Spule von dem registrierten Ziel (IFG). Wenn die Spule bewegt sich von dem Ziel entfernt, derAbstand ist rot markiert, während es in grün markiert ist, wenn die Spule innerhalb des beabsichtigten Zielbereich ist. Versuchen Sie, den Winkel zwischen der Spule und dem Ziel als Bullauge so viel wie möglich zu erhalten.
  5. Drehen Sie den Bildschirm weg vom Bediener für die CTMS Verfahren blind, um das TMS liefern. Die Spule wird gehalten, wie es am Anfang der Sitzung ist.

6. Topograhic Datenerfassung

  1. Nehmen Sie Spulenort pro Stimulation durch manuell den "Record" Taste auf der Fernbedienung drücken.
  2. Bei jeder Stimulation der Aufnahme erfasst Taliarach Koordinaten in der x, y, z für den bestimmten Soll-Ist-stimulierten Bereich.
  3. Zeigen die Koordinaten auf einer einzigen normalisierten Gehirn mit Hilfe der Freeware-Bildbearbeitungsprogramm (MRIcro, http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricro/index.html).
  4. Erwerben anatomischen Hirnbereiche entspricht, einschließlich der Brodmann-Bereich, die gyrus, Lappen und Hemisphäre Bereich Etiketten auf die Talairach Koordinaten mit einem Freeware-Kennzeichnungsprogramm (Talairachclient, http://www.talairach.org/client.html).

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Representative Results

Kim et al. Zeigten eine überlegene Wirkung von TMS mit neuronavigational Systemführung im Vergleich zu der nicht-navigierten herkömmlichen Verfahren um weniger Dispersion des Reizes und fokale Stimulation des rechten Bereich M1, 8 , wie in 9 gezeigt. Ein weiterer Beweis zur Unterstützung der Einbeziehung das neuronavigational System mit TMS wird von einem randomisierten Crossover - Experiment demonstriert , indem sie auf Brodmann Bereich 44 und 45 für NTM und F3 des Internationalen 10-20 EEG - System für CTMS virtuelle Aphasie bei gesunden Probanden zu induzieren. 9

Kim et al verglichen CTMS und NTM bei 16 gesunden Probanden durch Maßnahmen nach. Reaktionszeit für ein Bild Aufgabe, die vor und nach jeder Sitzung der Stimulation gemessen Namensgebung, die mittleren Talairach Raumkoordinaten der Lokalisierung der Stimulation und der Fehlerbereich in Bezug auf das Ziel ( 12) Abbildung 10 zeigt nur induziert die NTM eine signifikante Verzögerung in der Reaktionszeit im Vergleich zum Ausgangswert und eine größere Konsistenz der Lokalisierung der Stimulation mit dem Ziel in 11 in Abbildung gezeigt , 12 zeigt einen engeren Fehlerbereich relativ zu. das Ziel für das NTMS verglichen mit der CTMS.

Diese signifikanten Unterschiede in der NTMS Gruppe wurden durch die hohe Genauigkeit der TMS Impulsabgabe an den beabsichtigten Ziel induziert, indem der Abstand zwischen dem Target verengt und der Spule, wenn sie durch Neuronavigation geführt, wodurch mehr signifikante Ergebnisse im Vergleich zu denen des herkömmlichen Verfahrens. Exakte Anordnung der Spule auf dem Ziel ist absolut entscheidend für klinisch wirksamer Ergebnisse zu erzeugen. Vor Ergebnisse unterstützen den Einsatz von neuronavigational Führung beim rTMS Anwendung.


Abbildung 1: Transkranielle Magnetstimulation (TMS) System und Elektromyographie (EMG) Maschine Resting Motor Schwelle zum Erwerb (RMT)
Rechts M1 Bereich wird mit der aktiven Elektrode auf der linken ersten Rücken interosseum Muskel stimuliert RMT , um zu bestimmen Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 2
Abbildung 2:.. Geräteeinstellung für das Navigationssystem Transkranielle Magnetstimulation (TMS) Stuhl, mobile Kamera und Computer - Bildschirm mit TMS Ausrüstung sind im Preis inbegriffen Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.


Abbildung 3:.. Vorbereitung Materialien Bild von Spule tracker, Zeiger und subjektive Tracker Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 4
Abbildung 4:. Kalibrierblock mit Coil Tracker Dies ermöglicht es dem Programm , um die relative Position der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) Spule zu erkennen. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 5
Abbildung 5: Rekonstruktionen ted Gehirn Curvilinear durch die Neuronavigation Programm. Sobald das Gehirn Magnetresonanz - MR - Bilder auf die Neuro Programm übertragen werden, sind das Gehirn krummlinige und die Haut Commissura anterior (AC) und hinteren Kommissur (PC) rekonstruiert werden. Bitte hier klicken um eine größere Version zu sehen dieser Figur.

Figur 6
Abbildung 6:.. Anatomische Leitstrukturen für Navigation Transkranielle Magnetstimulation (TMS) Anatomische Leitstrukturen, nasion, Nasenspitze, und beide tragus werden mit einem Zeiger markiert Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 7:.. Transkranielle Magnetstimulation (TMS) Mapping inferioren frontalen Gyrus für die navigationsgestützter TMS (links) und F3 des Internationalen 10-20 System für konventionelle TMS (rechts) das Ziel gesetzt , zu stimulieren Bitte klicken Sie hier um zu sehen eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 8
Abbildung 8:. Neuronavigation Anzeige während der Navigation geführte Transkranielle Magnetstimulation (NTM) Bildschirmanzeigen Subjekts Hirnoberfläche, beabsichtigte Ziel, Spule und Fehlerbereich. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abb . 9: eine geringere Streuung der Stimulus und mehr Focal Stimulation mit der Navigation Vergleich der nicht-navigierten konventionellen Verfahren (links) mit Navigationshilfen (rechts) zeigt eine geringere Streuung des Reizes und fokale Stimulation des rechten M1 Bereich Navigation mit -geführte transkranielle Magnetstimulation (NTM). Geändert von Referenz 9. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

10
Abbildung 10:. Vergleich der Möglichkeit , virtuelle Aphasie zwischen navigationsgestützter Transkranielle Magnetstimulation (NTM) und konventionelle TMS (CTMS) in 16 gesunden Probanden zu induzieren mittlere Bild Namensgebung Zeit (in ms) (p signifikant erhöht wird </em><0.001) mit NTMs während keine Veränderung mit CTMS gemacht wird (p = 0,179) Balken stellen mittlere Reaktionszeit mit Standardfehler entspricht. Geändert von Referenz 9. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

11
Abbildung 11: Zeichnung der Mapping - Bereich und Stimulation (n = 16). Die Bereiche für das herkömmliche Verfahren (grün) stimuliert werden weiter verbreitet mit den Koordinaten verstreut mehr nach oben relativ zu dem Ziel (rot) verteilt im Vergleich zu denen des Navigationsverfahrens (violett). Geändert von Referenz 9. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.


Abbildung 12: Mittlere Fehlerbereiche für navigationsgestützter Transkranielle Magnetstimulation (NTM) und konventionelle TMS (CTMS) (n = 16) Der Abstand von der tatsächlichen Stimulationsstelle relativ zum Ziel ist näher mit NTMs als CTMS.. Der Fehlerbereich ist schmaler für NTMs als die für CTMS. Die Balken stellen Mittelwerte und Standardfehler. Geändert von Referenz 9. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Tabelle 1
Tabelle 1: Dreidimensionale T1-gewichteten Magnetresonanztomographie (MRT) Parameter für diese Studie

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Discussion

TMS ist weit verbreitet sowohl in der klinischen Praxis und Grundlagenforschung. 10 wertvolle therapeutische Wirkungen durch die physiologischen Einfluss von rTMS angeboten werden, einschließlich einer hemmenden neuromodulatorischen Wirkung auf die kortikale Erregbarkeit mit niedriger Frequenz rTMS zur Behandlung von Aphasie. 11 Vorübergehende Störung der neuronalen Verarbeitung oder virtuellen Läsionsbildung durch rTMS induzierte Verhaltensleistung ändern. 12 kann jedoch die gewünschte Wirkung der rTMS verdünnbar oder auch nicht mit der Spule verlegt auf dem Ziel auftreten. Mis-Targeting zwischen dem ursprünglich angestrebten Ziel und der tatsächlichen kortikalen stimulierte Bereich kann tritt wegen geringfügiger Unterschiede in der Spule Platzierung und Ausrichtung; daher erheblich das Magnetfeld im Gehirn erzeugt beeinflussen. 7 Daher sollten diese Quellen von Variabilität minimiert werden , wenn TMS aufbringt und magnetische Impulse genau auf die gewünschte kortikalen Bereich liefern ist zwingend erforderlich , die maximale klinische rTMS ef zu liefernfekt.

Zur Lösung dieser kritischen Ausgabe von problematischen Spule Platzierung auf dem Ziel kortikalen Bereich Annahme optisch rTMS verfolgt eine neuronavigational System optimiert Spule Stabilität. 13 Das Neuro Programm nutzt einzelnen MR - Bilder, wodurch Online - visuelles Feedback der Spule Positionierung in Bezug auf das Ziel die Bereitstellung Bereich, so dass Anpassungen in Echtzeit in Spulenposition durch die misdirected Spule-Kopf Beziehung zu korrigieren. 13 ein Magnetfeldstimulation konzentriert in einem Bereich von einigen Millimetern ist aufgrund der hohen Präzision der Neuro erreicht, mehr starke rTMS Impulse ermöglicht spezifischen anatomischen zu erreichen Strukturen.

Dieses Protokoll testet die Wirkung von Neurogeführten TMS auf Sprachfunktion in Bezug auf die Reaktionszeit durch Induktion virtuellen Aphasie bei gesunden Probanden Namensgebung zu Bild und Vergleich der Ergebnisse mit denen aus dem herkömmlichen TMS-Verfahren erhalten unter Verwendung des EEG Orientierungspunkt und die Ergebnisse mit dem tatsächlichen stimulierte Bereich des Gehirns durch jedes Verfahren beziehen.

Präzise Zielbestimmung ist kritisch, weil eine genaue Stimulation des Ziels gewährleistet ist, wenn die Verwendung des Navigationssystems entschieden. In diesem Protokoll werden Ziele für die Stimulation von IFG auf anatomischen Zuordnung einzelner Hirn kortikalen Oberflächen registrierten basiert, und das sich von der des F3 des 10-20 EEG - System unterscheiden können, zu Brodmann Bereich entspricht 44 und 45, 6 , in F3 ist mehr posterior und Superior relativ zum IFG und die IFG stimulierenden signifikante virtuellen Aphasie, während Blind Stimulation von F3 nicht tat ​​9 die Konsistenz der Stimulation auf der spezifischen Region des Gehirns ist mit dem Navigationssystem maximiert. Somit verbessert die physiologischen Wirkungen von rTMS. Diese Ergebnisse werden durch die dramatischen Veränderungen im TMS-induzierte Leistung aufgrund von kleinen Veränderungen in der Stimulations Lage unterstützt. 14

et al. (2014) haben ihre Grenzen. Es zeigte eine größere hemmende Wirkung bei gesunden Probanden durch signifikante virtuelle Läsion zu induzieren, aber ob es die gleiche erleichternde Wirkung bei Patienten mit Aphasie hat wurde nicht getestet. Dies kann durch die Durchführung dieses Protokolls tatsächlichen Patienten mit Aphasie, wie solche mit nach Schlaganfall Aphasie bestätigt werden. Speech-Funktion wird bei gesunden Probanden für unser Protokoll künstlich unterdrückt, während sie mit unterschiedlichen Frequenzen für Patienten mit Aphasie, bei denen Sprachfunktion ist bereits unterdrückt erleichtert werden muss. Auch auf der Hirnoberfläche des IFG erkennen auf anatomischen Basen kann eine ziemliche Herausforderung sein, wie Lage und Konturen bei Probanden unterscheiden.

Optisch verfolgt neuronavigational System entlockt tiefer virtuelle Läsionen als die der herkömmlichen, nicht neuronavigated Verfahren. Dieses Protokoll Demonstrates dass die Verwendung von NTM, im Vergleich zu CTMS kann robuster -Neuromodulation der Broca-Areal produzieren, die für die Behandlung von post-Takt Aphasiker kritisch ist.

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Acknowledgments

Diese Studie wurde unterstützt durch einen Zuschuss (A101901) von der Korea Healthcare Technology R & D-Projekt, Ministerium für Gesundheit und Wohlfahrt, der Republik Korea unterstützt. Wir danken Dr. Ji-Young Lee für während des gesamten Verfahrens technische Hilfe.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Medtronic MagPro X100 MagVenture 9016E0711
MCF-B65 Butterfly coil MagVenture 9016E042
Brainsight TMS Navigation Rogue Research
KITBSF1003 

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References

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Verhalten Heft 111 Transkranielle Magnetstimulation Neuronavigation Neuromodulation Aphasie Broca Schlaganfall
Neuronavigation geführte Repetitive transkranielle Magnetstimulation für Aphasie
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Kim, W. J., Hahn, S. J., Kim, W. S., More

Kim, W. J., Hahn, S. J., Kim, W. S., Paik, N. J. Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia. J. Vis. Exp. (111), e53345, doi:10.3791/53345 (2016).

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