Kombinert bruk av Transkraniell direkte gjeldende stimulering og Robotic terapi for den øvre lem

Summary

Kombinert bruk av Transkraniell likestrøm stimulering og robotic terapi som et tillegg til konvensjonelle rehabilitering terapi kan resultere i bedre terapeutiske utfall på grunn av modulering av hjernens plastisitet. I denne artikkelen beskriver vi de kombinerte metodene brukes i vårt Institutt for motor ytelsen etter hjerneslag.

Abstract

Nevrologiske lidelser som slag og cerebral parese er viktigste årsakene til langsiktig funksjonshemming og kan føre til alvorlige svakheter og begrensning av daglige aktiviteter grunn nedre og øvre lem impairments. Intensive fysiske og ergoterapi er fortsatt anses viktigste behandlinger, men nye Tilleggsbehandling behandlingsformer til standard rehabilitering som kan optimalisere funksjonelle resultater blir undersøkt.

Transkraniell likestrøm stimulering (tDCS) er en noninvasive hjernen stimulering teknikk som polarizes underliggende områder av hjernen gjennom anvendelse av svake direkte strømmer gjennom elektroder i hodebunnen, modulerende kortikale excitability. Økt interesse i denne teknikken kan tilskrives sin lave kostnader, brukervennlighet, og effekter på menneskelig nevrale plastisitet. Nyere forskning har utført kliniske potensialet av tDCS i ulike tilstander som depresjon, Parkinsons sykdom og motor rehabilitering etter hjerneslag. tDCS bidrar til å øke hjernens plastisitet og synes å være en lovende teknikk i rehabiliteringsprogrammer.

Et antall robotsveising enheter er utviklet for å bistå i rehabiliteringen av øvre lem funksjon etter hjerneslag. Rehabilitering av motor underskudd er ofte en lang prosess som krever tverrfaglige tilnærminger for en pasient å oppnå maksimal uavhengighet. Disse enhetene skal ikke erstatte manuell rehabilitering; i stedet var de utformet som en ekstra verktøy å rehabiliteringsprogrammer, slik at umiddelbar oppfatning av resultater og spore forbedringer, dermed hjelpe pasienter å bli motivert.

Både tDSC og robot-hjalp Terapi er lovende tillegg til slag rehabilitering og målrette modulering av hjernens plastisitet, med flere rapporter som beskriver bruken knyttes konvensjonell terapi og forbedring av terapeutiske resultater. Men nylig, har noen kliniske forsøk blitt utviklet som beskriver tilknyttet bruken av tDCS og robot-hjalp Terapi i slag rehabilitering. I denne artikkelen beskriver vi de kombinerte metodene brukes i vårt Institutt for motor ytelsen etter hjerneslag.

Introduction

Nevrologiske lidelser som slag, cerebral parese og traumatisk hjerneskade er viktigste årsakene til langsiktig funksjonshemming, lesjoner og påfølgende nevrologiske symptomer som kan føre til alvorlige svakheter og begrensning av daglige aktiviteter¹. Bevegelsesforstyrrelser redusere pasientens livskvalitet. Motor utvinning er fundamentalt drevet av neuroplasticity, grunnleggende mekanismen underliggende reacquisition av motoriske ferdigheter tapt på grunn av hjernen lesjoner^2,3. Dermed er rehabilitering terapi sterkt basert på høy dose intensiv trening og intens repetisjon av bevegelser å gjenopprette styrke og bevegelse. Disse gjentatte aktiviteter er basert på daglige liv bevegelser, og pasienter kan bli mindre motivert motor saktebevegende og repeterende oppgaver, som kan svekke suksessen til neurorehabilitation⁴. Intensive fysiske og ergoterapi er fortsatt anses viktigste behandlinger, men nyere tilleggsbehandling behandling til standard rehabilitering blir undersøkt for å optimalisere funksjonelle resultater¹.

Bruk av robot-hjalp terapi har vist seg å ha stor verdi i slag rehabilitering, påvirke prosesser neuronal synaptiske plastisitet og omorganisering. De har blitt undersøkt for opplæring av pasienter med skadet nevrologiske funksjoner og hjelpe personer med funksjonshemninger⁵. En av de viktigste fordelene med å robot-teknologi rehabilitive intervensjoner er dens evne til å levere høy intensitet og høy dosering trening, som ellers ville være en svært arbeidskrevende prosess⁶. Bruk av robot terapier, sammen med virtuell virkelighet dataprogrammer, gir en umiddelbar oppfatning og evaluering av motor utvinning og kan endre repeterende handlinger til meningsfull, interaktive funksjonelle oppgaver som rengjøring en stovetop⁷ . Dette kan heve pasientenes motivasjon og overholdelse av lang rehabiliteringsprosessen tillater, gjennom muligheten til å måle og kvantifisere bevegelser, sporing av deres fremgang⁵. Integrering av robot terapi i gjeldende praksis kan øke effekten og effektiviteten av rehabilitering og aktiverer utviklingen av romanen driftsmoduser øvelse⁸.

Terapeutisk rehabilitering roboter gi oppgave-spesifikke opplæring og kan deles inn i slutten effektor-innretninger og exoskeleton-type enheter⁹. Forskjellen mellom disse klassifikasjoner er relatert til hvordan bevegelse overføres fra enheten til pasienten. Slutten-effektor enheter har enklere strukturer, kontakter pasientens lem bare på sitt mest distale delen, gjør det vanskeligere å isolere bevegelse i en felles. Exoskeleton-baserte enheter har mer komplekse design med en mekanisk struktur som gjenspeiler den skjelettlidelser strukturen av lem, så en bevegelse av enhetens felles vil produsere den samme bevegelsen på pasientens lem^7,9.

T-WREX er en exoskeleton-baserte robot som hjelper hele armbevegelser (skulder, albue, underarm, håndleddet og fingerbevegelser). Justerbar mekanisk arm gir variable beskyttelsesnivåer tyngdekraften støtte, slik at pasienter som har noen gjenværende øvre lem-funksjon for å oppnå en større aktive bevegelsesutslag i en tridimensional romlige terapi^7,9. MIT-MANUS er en ende-effektor-type robot som fungerer i en enkelt plan (x- og y-aksen) og lar en todimensjonal tyngdekraft kompensert terapi, bistå skulder og albue bevegelser ved å flytte pasientens hånd i horisontalt eller vertikalt plan^{9 , 10}. både roboter har innebygd posisjon sensorer som kan kvantifisere øvre ekstremitetene motorstyring og utvinning og et grensesnitt for datamaskinen integrering som lar 1) opplæring av meningsfull funksjonelle oppgaver simulert i et virtuelt læringsmiljø og 2) terapeutiske trening spill, som hjelpe praksisen med motor planlegging, øye-hånd koordinasjon, oppmerksomhet og visuelle feltet defekter eller forsømmer^7,9. De også gi kompensasjon tyngdekraften effekter på den øvre lem og kan tilby kundestøtte repeterende og stereotype bevegelser i alvorlig nedsatt pasienter. Dette reduserer gradvis Hjelp emnet forbedrer og gjelder minimal hjelp eller motstand bevegelse for mildt svekket pasienter^9,11.

En annen ny teknikk for neurorehabilitation er Transkraniell likestrøm stimulering (tDCS). tDCS er en ikke-invasiv hjernen stimulering teknikk som induserer kortikale excitability endringer ved hjelp av lav amplituden direkte strøm brukes via hodebunnen elektroder^12,13. Avhengig av polariteten til gjeldende flyt, kan hjernen excitability økes ved anodal stimulering eller senkes med cathodal stimulering².

Nylig har det vært økt interesse tDCS, som det har vist å ha gunstige effekter på en rekke sykdommer som slag, epilepsi, Parkinsons sykdom, Alzheimers sykdom, Fibromyalgi, psykiske lidelser som depresjon, affektive lidelser og schizofreni². tDCS har noen fordeler, for eksempel relativt lav kostnad, brukervennlighet, sikkerhet, og sjeldne bivirkninger¹⁴. tDCS er også en smertefri metode og kan bli pålitelig blendet i kliniske forsøk, som den har en humbug modus¹³. tDCS trolig ikke optimal for funksjonelle utvinning av seg selv. Det er imidlertid viser økt løftet som en tilknyttet terapi i rehabilitering, som det forbedrer hjernen plastisitet¹⁵.

I denne protokollen viser vi kombinert robot-hjalp terapi (med to state-of-the-art roboter) og ikke-invasiv neuromodulation med tDCS for å forbedre rehabilitering resultater, i tillegg til konvensjonelle fysioterapi. De fleste studier som involverer robot terapi eller tDCS har brukt dem som isolert teknikker, og få har kombinert begge, som kan forsterke de positive effektene utover hver intervensjon alene. Disse mindre studier viste en mulig synergistisk effekt mellom de to prosedyrene, med økt motor utvinning og funksjonsevne^{8,15,16,17,18, 19}. Derfor kan romanen multimodal terapi forbedre bevegelse utvinning utenfor gjeldende mulighetene.

Protocol

Denne protokollen følger retningslinjene i institusjonens menneskelige forskning etikk. 1. tDCS Kontraindikasjoner og spesielle hensynMerk: tDCS er en sikker teknikk som sender konstant og lav likestrøm gjennom elektrodene, inducing endringer i neuronal excitability av området blir stimulert. Før Enhetsinnstillinger, bekrefter du at pasienten ikke har noen kontraindikasjoner til tDCS, som uønskede reaksjoner på tidligere tDCS behandling, implantert …

Representative Results

Ikke-invasive hjernen stimulering med tDCS har nylig generert interesse på grunn av dens potensielle neuroplastic virkninger, relativt billig utstyr, brukervennlighet og noen bivirkninger22. Studier har vist at neuromodulation av tDCS har potensial til å modulere kortikale excitability og plastisitet, dermed fremme forbedringer i motor ytelse gjennom synaptiske plastisitet ved å stimulere den primære motorisk cortex4. Anodal stimulering …

Discussion

I denne protokollen beskriver vi en standard terapi protokoll for kombinert tDCS stimulering forbundet og robotic terapi, brukes som et supplement til konvensjonell rehabiliteringsprogrammer hos pasienter med armen impairments. Protokollen mål er å forbedre funksjon og mobilitet. Det er viktig å observere gradvis-on og gradvis-off av tDCS maskinen å unngå risiko for bivirkninger. tDCS er en sikker teknikk noen bivirkninger som er beskrevet i litteraturen².

Protokol…

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