Eine methodische Beschreibung der Technik, mögliche Ziele und ordnungsgemäße Verwaltung der transkutane auricularis Vagusnerv-Stimulation (TaVNS) auf das menschliche Ohr wird beschrieben.
Nicht-invasive Vagusnervstimulation (VNS) kann über einen Roman, aufstrebenden neuromodulatorische Technik bekannt als transkutane auricularis Vagusnerv-Stimulation (TaVNS) verabreicht werden. Im Gegensatz zu zervikal implantiert VNS ist TaVNS eine kostengünstige und nicht-chirurgische Methode zur Vagus System modulieren. TaVNS ist ansprechend, da es eine schnelle Übersetzung von VNS Grundlagenforschung ermöglicht und als eine sichere, kostengünstige, und tragbare Neurostimulation-System für die zukünftige Behandlung von zentralen und peripheren Krankheit dient. Hintergrund und Begründung für die TaVNS beschrieben wird, sowie Elektro- und parametrische Überlegungen, richtige Ohr Ausrichtung und Befestigung der Elektroden Stimulation, individuelle Dosierung über Bestimmung der Wahrnehmungsschwelle (PT) und safe Verwaltung von TaVNS.
Hirnnerven X, besser bekannt als der Vagusnerv ist ein großer Nerv-Darm-Trakt, die im Hirnstamm des zentralen Nervensystems und Reisen in der Peripherie, Ausrichtung auf jedes wichtige Organ im Thorax und Abdomen (Abbildung 1)1stammt. Vagusnervstimulation (VNS) umfasst chirurgische Implantation von bipolaren Elektroden um den linken zervikalen Ast des Nervus Vagus. Elektrische Impulse werden an den Nervus Vagus über einen implantierten Impulsgenerator (IPG) chirurgisch implantiert in der Brust-2geliefert. Obwohl derzeit FDA-Zulassung für Epilepsie, refraktären Depressionen und chronischer Fettleibigkeit VNS ist, ist es ein kostspieliges Verfahren erfordern einen Besuch im Krankenhaus und Operation. Langzeitsicherheit von VNS ist gut etabliert, und die Mehrheit der Sicherheit Überlegungen hinsichtlich Stromstärke im Zusammenhang mit Nebenwirkungen (Heiserkeit, Halsschmerzen) ohne schwerwiegende Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der Stimulation in den vergangenen 25 Jahren seiner klinischen Verwendung3 .
Vor kurzem hat eine nicht-invasive Form der VNS bekannt als transkutane auricularis Vagusnerv-Stimulation (TaVNS)4entstanden. TaVNS liefert elektrischen Stimulation an der Ohrmuschel Ast des Nervus Vagus (ABVN), ein leicht zu erreichen Ziel, die das menschliche Ohr5innerviert. In den letzten zehn Jahren haben mehrere Gruppen gezeigt, die Sicherheit und Verträglichkeit dieser Methode6,7,8, einschließlich der zentralen und peripheren Nervensystems Effekte9,10, und Auswirkungen auf das Verhalten7,11,12,13 in neuropsychiatrischen Populationen. TaVNS wird auch bei Menschen als vielversprechende Enhancer von kognitiven14,15 und sozialen funktionierende16,17,18geprüft. Als TaVNS etabliert ist, bietet es die Möglichkeit für Forscher und Kliniker schnell übersetzen die vielversprechende VNS-Forschung, die bei verschiedenen Erkrankungen von neurologischen und psychischen Trauma19, beschrieben hat 20 , 21, sucht22Entzündung23und Tinnitus24,25.
Im Prinzip ist TaVNS methodisch ähnlich wie konventionell verabreichte transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS) zur Behandlung von Schmerzen des Bewegungsapparates Erkrankungen26. Der Unterschied ist, dass die TaVNS an bestimmten anatomischen Ohr Zielen geliefert wird, die geglaubt werden, um von den ABVN5innerviert werden. Das Feld ist noch optimale Stimulation Ziele27, bestimmen, obwohl die zwei am häufigsten verwendeten Platzierungen der vorderen Wand des äußeren Gehörgang (Tragus) und der Cymba Conchae sind. Schein-Stimulation kann durchgeführt werden, durch die Stimulierung der Ohrläppchen des Ohres, geglaubt, eine Fläche haben minimale ABVN Innervation (Abbildung 2). Alternativ kann Schein über eine passive Steuerungsmethode geliefert werden, in denen Elektroden haften an aktiven Zentren, aber keine Stimulation abgegeben. Stimulationsparameter variieren zwischen Gruppen, aber laut Literatur, Stimulation in eine pulsierende Weise abgegeben wird (Puls-Breite: 250 – 500 μs, Frequenz: 10 – 25 Hz) und geliefert an eine individualisierte Konstantstrom (< 5 mA). Reizstrom variiert je nach individueller und experimentelle Protokoll mit vielen Gruppen, die verschiedene Intensitäten in Abhängigkeit von einer individuellen Wahrnehmungs-Schwelle (PT) zu erkunden. Die PT ist definiert als die minimale Menge des Stroms eine wahrgenommene Empfindung an der Ziel-Site zu entlocken und ist in der Regel bestimmt über parametrische Schätzung durch maßgeschneiderte sequenziellen Tests (PEST) Software, die in diesem Bericht beschrieben.
TaVNS ist eine sichere Technik, die im Labor bzw. klinischen Setting verabreicht werden kann. Nebenwirkungen von TaVNS sind minimal, mit Hautreizungen oder Rötungen, die als häufigste Nebenwirkung. Die meisten TaVNS Studien erforschen Stimulation des linken Ohres, wie es geglaubt wird, um sicherer zu sein, obwohl Daten in einer großen Studie (Badran Et Al. 2018) zeigen, dass die rechtsseitige Stimulation keine Erhöhung des Risikos von Nebenwirkungen hat. Aufgrund der Fülle von Literatur an der einseitigen links Stimulation zeigen wir die typischen TaVNS-Set-up für Untersuchungen im Labor untersucht die Verwendung von linksseitiger TaVNS als eine Intervention.
Wie bei allen neuen Modalitäten sind die beschriebenen Schritte in die sichere Verwaltung der TaVNS entscheidend. Ultimative Anliegen ist die Sicherheit der Prüfungsteilnehmer, umfasst nicht nur mildernden Risiken vor TaVNS über richtigen Screening, aber auch Überwachung Themen während der Stimulation für Beschwerden, Schmerzen oder Nebenwirkungen. Hier sind die drei wichtigste Überlegung für die Verwaltung von TaVNS. Screening für TaVNS Kontraindikationen – Kontraindikationen sind wie folgt: jede aktuelle oder vergangene Geschichte der Herz-Kreislauf-Störungen, Gesichts- oder Ohr Schmerzen, den letzten Ohr Trauma, Metall-Implantate über dem Niveau des Halses. Für richtige Thema Vorbereitung der Haut entfernen jede Oberfläche Öle, Schmutz oder Make-up von der Oberfläche der Haut mit Alkohol hilft bei der Leitfähigkeit der Elektroden, reduziert Stimulation Spannung erforderlich, um den Stimulator fahren und führt letztlich zu mehr erträglich und sichere Stimulationssitzung. Es wird empfohlen, ein Stimulator und Elektroden Sitzung Low Output transkranielle elektrische Stimulation (LOTES) Richtlinien32einzusetzen. LOTES setzt Richtlinien und Industriestandards für elektrische Stimulatoren, die für die Stimulation des Kopfes basieren und Hals, und es wird empfohlen, für Gruppen, dieses Dokument zu lesen, bevor Sie erstellen ihre eigenen Systeme. Es wird empfohlen, entweder eine FDA-Zulassung-, Plug-in-Stimulator zu gebrauchen (siehe Tabelle der Materialien), oder eine niedrige Spannung (< 50 V), batteriebetrieben, ständige aktuelle Stimulator mit geeigneten Sicherheitsmaßnahmen eingebaut, um unbeabsichtigte Überlieferung des Stromes zu vermeiden auf der Website der Stimulation. Sicherstellen Sie, dass die Elektroden hergestellt und montiert für den speziellen Einsatz in TaVNS. Stellen Sie sicher, dass die aktuelle Produktion und engineering-Richtlinien als Referenz befolgt werden, wenn Lab gemacht kundenspezifische Systeme verwendet werden.
Eine Überlegung für TaVNS soll sicherstellen, dass die Ausgangsspannung konstant aktuelle Stimulator kann den Widerstand der Haut zu überwinden und liefern den Strom für die Stimulation erforderlich. Ohmsche Gesetz (V = IR) zeigt die Beziehung zwischen Strom (I) und Hautwiderstand (R). Ein Minimum von 20 V Tabletop Stimulator wird empfohlen, eine untermotorisiert System zu vermeiden. Aus der Kopfhaut oder Umgebung erzeugte Wärme kann die Leitpaste verschlechtern. In diesem Fall es wird empfohlen, Anregung zu stoppen und wieder prep Haut und Elektroden mit neuen leitenden einfügen.
Eine Einschränkung des TaVNS ist die überwiegende Parameterraum. Es ist unklar, was wichtiger ist – die Impulsbreite oder Frequenz. Es gibt eine fehlenden Daten in den letzten TaVNS Studien, die solche Fragen zu beantworten. Die verschiedenen Auswirkungen auf das Verhalten ergeben sich aus einer Vielzahl von Impulsbreiten, Frequenzen und Stimulation Strömungen13,33,34,35,36,37, 38,39.
Zu diesem Zeitpunkt wird vorgeschlagen, die 500 µs Breite, um die biologisch aktiven9Puls. In Bezug auf Frequenz, es wurde nachgewiesen, dass 25 Hz eine effektive Frequenz ist, obwohl aktuelle Untersuchungen zu optimalen wie höhere Frequenzen (> 25 Hz), bilaterale Stimulation (linken und rechten Ohr) und Prüfpräparate platzen Paradigmen sind durchgeführt werden. Studien erforschen verschiedene Parameter der Stimulation, alternative Stimulation Websites und Duty-Cycle-Optimierung sind notwendig, zu fördern und die TaVNS-Methode zu verfeinern.
TaVNS ist eine nicht-invasive Alternative zum konventionellen VNS. TaVNS bietet eine preiswerte (<$ 5.000 in der nachgewiesenen Versuchsaufbau Kosten stark abhängig von der Art der Stimulator verwendet) und einfache Methode, die verwendet werden, um positive Ergebnisse in Tiermodellen, die Verwendung von VNS zu erkunden, auf einer Vielzahl von übersetzen Störungen, nicht-invasiv modulieren das vegetative Nervensystem und potenziell miniaturisiert und optimiert für at-Home Neuromodulation zur Behandlung von neuropsychiatrischen und anderen Erkrankungen.
Die zukünftige potenzielle und Einsatzmöglichkeiten des TaVNS sind enorm. TaVNS dienen als eine viel versprechende Ergänzung oder eigenständige Behandlung bei neuropsychiatrischen Störungen wie Depressionen und Epilepsie, TaVNS gepaart Reha training zur Wiederherstellung oder beschleunigen, Erlernen eines Verhalten40Entzündungsreaktion verringern 41 , 42, und kann möglicherweise zur Verbesserung der Leistung und autonome Funktion8,10verwendet werden.
The authors have nothing to disclose.
Forschung berichtet in dieser Publikation wurde unterstützt durch die Finanzierung von der nationalen Institute der Gesundheit nationalen Zentrum der Neuromodulation für Rehabilitation, NIH/NICHD Grant Anzahl P2CHD086844, die auf Medical University of South Carolina erhielt. Die Inhalte sind ausschließlich in der Verantwortung der Autoren und repräsentieren nicht unbedingt die offizielle Meinung der NIH oder NICHD.
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Constant Current Stimulator (Triggerable) | Soterix Medical | N/A | Stimulator manufactured for custom use by Soterix Medical |
Disposable Conductive Electrodes | Custom Built | N/A | Stimulation electrodes are custom built at the City College Neural Engineering Lab (Badran/Bikson) |
Matlab Software w/ Stimulation GUI | MathWorks | N/A | MATLAB used for programing pulse pattern |
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