Den kombinerede brug af transkranial direkte nuværende Stimulation og robot terapi for overekstremiteterne

Summary

Den kombinerede brug af transkranial jævnstrøm stimulation og robot terapi som en tilføjelse til konventionelle rehabilitering terapi kan resultere i forbedrede terapeutiske resultater på grund af modulation af hjernens plasticitet. I denne artikel vil beskrive vi vores Institut kombinerede metoder til forbedring af motorisk præstation efter slagtilfælde.

Abstract

Neurologiske sygdomme som slagtilfælde og cerebral parese er førende årsager til langsigtede handicap og kan føre til alvorlige uarbejdsdygtighed og begrænsning af daglige aktiviteter på grund af nedre og øvre lemmer funktionshæmninger. Intensiv fysioterapi og ergoterapi er stadig betragtes som vigtigste behandlinger, men nye adjungerede behandlingsformer til standard rehabilitering, der kan optimere funktionelle resultater er ved at blive undersøgt.

Transkranial jævnstrøm stimulation (TDC’er) er en noninvasiv hjernen stimulation teknik, der polariserer underliggende områder af hjernen gennem anvendelse af svage direkte strømme gennem elektroder på hovedbunden, modulerende kortikal ophidselse. Øget interesse for denne teknik kan tilskrives dens lav pris, brugervenlighed, og effekter på human neural plasticitet. Nyere forskning har udført for at bestemme den kliniske potentiale af TDC’er i forskelligartede betingelser såsom depression, Parkinsons sygdom og motor rehabilitering efter apopleksi. TDC’er hjælper med at forbedre hjernens plasticitet og synes at være en lovende teknik i rehabiliteringsprogrammer.

En række robot enheder er blevet udviklet for at bistå i rehabilitering af overekstremiteterne funktion efter slagtilfælde. Rehabilitering af motor underskud er ofte en lang proces, der kræver multidisciplinære tilgange for en patient at opnå maksimal uafhængighed. Disse enheder ikke har til hensigt at erstatte manuel rehabilitering terapi; i stedet, de var udformet som et supplerende værktøj til rehabiliteringsprogrammer, giver mulighed for umiddelbar opfattelse af resultater og sporing af forbedringer, således at hjælpe patienter til at holde sig motiveret.

Både tDSC og robot-assisteret terapi er lovende Tilføjelser til slagtilfælde rehabilitering og målrette graduering af hjernens plasticitet, med flere rapporter, der beskriver deres brug være forbundet med konventionel behandling og forbedring af terapeutiske resultater. Dog mere for nylig, har nogle små kliniske forsøg udviklet at beskriver den tilknyttede brug af TDC’er og robot-assisteret terapi i slagtilfælde rehabilitering. I denne artikel vil beskrive vi vores Institut kombinerede metoder til forbedring af motorisk præstation efter slagtilfælde.

Introduction

Neurologiske sygdomme som apopleksi, cerebral parese og traumatisk hjerneskade er førende årsager til langsigtede handicap som følge af læsioner og efterfølgende neurologiske symptomer, der kan føre til alvorlige uarbejdsdygtighed og begrænsning af daglige aktiviteter¹. Bevægelsesforstyrrelser reducere patientens livskvalitet. Motor nyttiggørelse er grundlæggende drevet af neuroplasticitet, den grundlæggende mekanisme bag genanskaffelse af motoriske færdigheder tabt på grund af hjernen læsioner^2,3. Således er rehabilitering behandlinger stærkt baseret på høj-dosis intensiv træning og intens gentagelse af bevægelser til at genvinde styrke og vifte af bevægelse. Disse gentagne aktiviteter er baseret på daglige liv bevægelser, og patienter kan blive mindre motiverede på grund af langsom motor genopretning og gentagende øvelser, som kan forringe succes af Neurorehabilitering⁴. Intensiv fysioterapi og ergoterapi er stadig betragtes som vigtigste behandlinger, men nyere adjungeret behandlingsformer til standard rehabilitering er ved at blive undersøgt for at optimere funktionelle resultater¹.

Fremkomsten af robot-assisteret terapi har vist sig at have stor værdi i slagtilfælde rehabilitering, påvirke processer af neuronal synaptisk plasticitet og reorganisering. De er blevet undersøgt for træning af patienter med beskadiget neurologiske funktioner og hjælpe mennesker med handicap⁵. En af de vigtigste fordele ved tilføjelse af robotteknologi til rehabilitive interventioner er dens evne til at levere høj intensitet og høj-dosis træning, som ellers ville være en meget arbejdskrævende proces⁶. Brug af robot terapier, sammen med virtual reality computerprogrammer, giver mulighed for en umiddelbar opfattelse og vurdering af motor opsving og kan ændre gentagne handlinger i meningsfulde, interaktive funktionelle opgaver såsom rengøring en stovetop⁷ . Dette kan løfte patienternes motivation og overholdelse af den lange rehabiliteringsproces og giver mulighed for, gennem mulighed for at måle og kvantificere bevægelser, sporing af deres fremskridt⁵. Integration af robot terapi i nuværende praksis kan øge effekten og effektiviteten af rehabilitering og muliggør udvikling af nye former for øvelse⁸.

Terapeutiske rehabilitering robotter give opgave-specifik uddannelse og kan opdeles i slutningen-effektor-type enheder og exoskeleton-type enheder⁹. Forskellen mellem disse klassificeringer er relateret til hvordan bevægelse overføres fra enheden til patienten. Ende-effektor enheder har enklere strukturer, at kontakte patientens lemmer kun på sit mest distale del, hvilket gør det mere vanskeligt at isolere bevægelse af én fælles. Exoskeleton-baserede enheder har mere komplekse designs med en mekanisk struktur, der afspejler den skeletale struktur af lemmer, så en bevægelse af enhedens fælles vil producere den samme bevægelse på patientens lemmer^7,9.

T-WREX er en exoskeleton-baserede robot, der hjælper hele armbevægelser (skulder, albue, underarm, håndled og fingerbevægelser). Den justerbare mekaniske arm giver mulighed for varierende niveauer af tyngdekraften støtte, gør det muligt for patienter, der har nogle resterende overekstremiteterne funktion til at opnå en større aktiv vifte af bevægelse i en tridimensional fysisk terapi^7,9. MIT-MANUS er en ende-effektor-type robot, der arbejder i en enkelt plan (x- og y-aksen) og giver mulighed for en to-dimensionel tyngdekraft kompenseret terapi, medhjælpende skulder og albue bevægelser ved at flytte patientens hånd i vandret eller lodret plan^{9 , 10}. begge robotter har indbygget holdning sensorer, der kan kvantificere øvre ekstremiteter motorisk kontrol og inddrivelse og en grænseflade for computer integration, der giver mulighed for 1) uddannelse af meningsfulde funktionelle opgaver simuleret i et virtuelt læringsmiljø og 2) terapeutisk øvelse spil, som hjælpe praksis af motor planlægning, øje-hånd koordination, opmærksomhed og visuelle felt defekter eller forsømmer^7,9. De også giver mulighed for erstatning for tyngdekraften effekter på de øvre lemmer og er i stand til at tilbyde støtte og bistand til repetitive og stereotype bevægelser i alvorligt svækket patienter. Dette reducerer gradvis bistand som emnet forbedrer og anvender minimal bistand eller modstand bevægelighed for mildt for synshæmmede patienter^9,11.

En anden ny teknik for Neurorehabilitering er transkranial jævnstrøm stimulation (TDC’er). TDC’er er en non-invasiv brain stimulation teknik, der inducerer kortikal ophidselse ændringer ved hjælp af lav amplitude direkte strømninger anvendes via hovedbunden elektroder^12,13. Afhængigt af polariteten af den nuværende flow, kan hjernen ophidselse steg med anodal stimulation eller faldt med cathodal stimulation².

For nylig har der været øget interesse i TDC’er, som det har vist sig at have gavnlige effekter på en bred vifte af sygdomme som slagtilfælde, epilepsi, Parkinsons sygdom, Alzheimers sygdom, fibromyalgi, psykiatriske lidelser som depression, affektive lidelser, og skizofreni². TDC’er har nogle fordele, som dens relativt lav pris, brugervenlighed, sikkerhed, og sjældne bivirkninger¹⁴. TDC’er er også en smertefri metode og kan være pålideligt blændet i kliniske forsøg, da det har en fingeret tilstand¹³. TDC’er er sandsynligvis ikke optimal for funktionel genopretning på sine egne; men det viser øget løfte som en tilknyttet terapi i rehabilitering, som det øger hjernens plasticitet¹⁵.

I denne protokol viser vi kombinerede robot-assisteret terapi (med to state-of-the-art robotter) og non-invasiv Neuromodulationsbehandling med TDC’er som en metode til at forbedre rehabilitering resultater, ud over konventionelle fysioterapi. De fleste undersøgelser der involverer robot terapier eller TDC’er har brugt dem som isolerede teknikker, og få har kombineret begge, som kan forbedre de gavnlige virkninger ud over hvert interventionsorgan alene. Disse mindre forsøg påvist en mulig synergieffekt mellem de to procedurer, med forbedret motor opsving og funktionsevne^{8,15,16,17,18, 19}. Nye multimodale behandlinger kan derfor øge bevægelse genopretning ud over de nuværende muligheder.

Protocol

Denne protokol følger retningslinjerne i vores institution menneskelige videnskabsetisk Komité. 1. TDC’er Kontraindikationer og særlige overvejelserBemærk: TDC’er er en sikker teknik, der sender konstant og lav jævnstrøm gennem elektroder, inducerende ændringer i neuronal ophidselse af området bliver stimuleret. Før Enhedsinstallation, bekræfte, at patienten ikke har nogen kontraindikationer til TDC’er, såsom bivirkninger ved tidligere TDC’er b…

Representative Results

Non-invasiv hjernestimulation med TDC’er har for nylig skabt interesse på grund af dens potentielle neuroplastiske effekter, relativt billigt udstyr, brugervenlighed og få bivirkninger22. Undersøgelser har vist, at Neuromodulationsbehandling af TDC’er har potentiale til at modulere kortikal ophidselse og plasticitet, således at fremme forbedringer i motorisk præstation gennem synaptisk plasticitet ved at stimulere den primære motor cortex4</…

Discussion

I denne protokol beskriver vi en standard behandling protokol for kombinerede TDC’er stimulation forbundet og robot terapi, anvendes som supplement til konventionel rehabiliteringsprogrammer i patienter med arm funktionshæmninger. Protokollens mål er at forbedre motorik og mobilitet. Det er vigtigt at observere ramping-on og ramping-off af TDC’er maskine til at undgå enhver risiko for bivirkninger. TDC’er er en sikker teknik med få bivirkninger beskrevet i litteraturen².

<p class="jove_con…

Materials

tDCS device	Soterix Medical		Soterix Medical 1×1
9V Battery (2x)
Two rubber head bands
Two conductive rubber electrodes
Two sponge electrodes
Cables
NaCl solution
Measurement tape
Armeo Spring Robot	Hocoma
inMotion ARM	Interactive Motion Technologies