Yöntem makalesi

Afazi için nöronavigasyon güdümlü Transkraniyal Manyetik Uyarım

DOI:

10.3791/53345

⸱

6 Mayıs 2016

 ,  ,  , 
1Department of Rehabilitation Medicine, Inje University of Medicine, Haeundae Paik Hospital, 2Department of Rehabilitation Medicine, Seoul National University College of Medicine, Seoul National University Bundang Hospital

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, nöronavigasyon sistemi güdümlü transkraniyal manyetik stimülasyonun, sağlıklı deneklerde daha yüksek derecede sanal afazi ortaya çıkararak gösterildiği gibi, amaçlanan hedefi hedeflemek için daha yüksek doğruluğa sahip olduğu hipotezini test etmek için tasarlanmıştır.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

onun potansiyel terapötik etkileri için onay kazanmıştır olarak tekrarlayan transkranial manyetik stimülasyon (TMU) yaygın, birçok nörolojik durumlar için kullanılır. Beyin uyarılma non-invaziv modüle rTMS'nin tarafından ve dil alanlarında rTMU afazi tedavisi üzerindeki potansiyel etkilerini kanıtlamıştır. Protokolde, biz yapay neuronavigational TMS (nTMS) ve konvansiyonel TMS (CTMS) Uluslararası 10-20 EEG sisteminin F3 kullanarak Brodmann alan 44 ve 45 inhibe ederek sağlıklı kişilerde sanal afazi neden hedefliyoruz. afazi derecesini ölçmek için, bir resim adlandırma görev öncesi ve sonrası uyarıya reaksiyon süresinin değişiklikler ölçüldü ve nTMS ve CTMS arasındaki reaksiyon zamanında gecikmeye karşılaştırmak vardır. İki TMS stimülasyon yöntemleri Doğruluğu Talairach hedef ve gerçek stimülasyon koordinatları ortalaması alınarak karşılaştırılır. stimülasyon tutarlılık hedefinden hata aralığı ile gösterilmiştir. Bu stu amacıdy nTMS kullanımını göstermek için ve CTMS kıyasla nTMS yararları ve sınırlamaları tanımlamaktır.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tekrarlanan transkranial manyetik stimülasyon (TMU) non-invaziv merkezi ve periferal sinir sisteminde nöronal devreleri harekete geçirir. 1 rTMU beyin heyecanlanma 2 modüle ve motor güçsüzlük, afazi, ihmal ve ağrı gibi çeşitli psikiyatrik ve nörolojik durumlarda potansiyel terapötik etkileri vardır . 3. geleneksel Uluslararası 10-20 EEG sistemi kullanılarak tanımlanır motor korteks dışındaki rTMS'nin için veya belirli dış noktalarına uzaklıkları ölçerek hedef siteleri.

Ancak, boyut, anatomi ve beyin korteksinin morfolojisi arası bireysel farklılıklar optimal hedef yerelleştirme zorlu hale dikkate alınmaz. 3 rTMU uygulamaları için bir başka kritik bir konu manyetik bobinin yerleştirilmesi ve kortikal bölge arasındaki uyumsuzluk olduğunu amaçlanan uyarım.

Optik izlenen seyir nöroşirürji exp vardıranded bu uygulamaları, manyetik bobinin rehberlik rTMS'nin dahil bilişsel nörobilim alanı kapsayacak şekilde. Neuronavigational sistem hedef alan üzerinde bobin konumlandırma 4,5 Böyle ayrışmanın sık 10-20 EEG sistemi benimseyen geleneksel yöntemle oluşur. RTMS için optimal hedef yapıları belirlenmesinde yardımcı olur ve bu nöronavigasyon üstesinden bekleniyor.

Bu çalışma protokolü bireysel anatomik haritalama kullanarak, Broca alanı hedefleyen neuronavigational rTMS'nin tarafından sağlıklı kişilerde sanal afazi ikna etmek için bir yöntemi gösterir. resim isimlendirmeye reaksiyon süresi değişim açısından sanal afazi derecesi ölçülür ve geleneksel uyarım yöntemi ile karşılaştırıldı edilir. nöronavigasyon güdümlü yöntem beyne manyetik darbeler sunmak için yüksek doğruluğa sahiptir ve böylece geleneksel yöntemle daha büyük klinik değişikliği göstermek için bekleniyor. Bu damızlık amacıy klinik ortamda afazi hastalarının stimülasyon daha kesin ve etkili bir yöntem tanıtmak oldu.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Etik bildirimi: Bu çalışma bir kör hastanenin kurumsal inceleme kurulu tarafından onaylanmıştır.

1. hazırlanması Malzemeler (Tablo 1)

  1. Maksimum 3.0 Tesla çıktı ve 350 mikro saniye olduğu darbe genişliği 200-240 Vac 50/60 Hz 5A güç kaynağı ile TMS donanımları kullanmak.
  2. TMS sistemi ve aktif elektrot (detaylar için adım 3.1) kullanılarak motorun potansiyeli (MEP) uyarılmış belirlemek için elektromiyografi (EMG) ile her konuda motor eşik (RMT) dinlenme kazanır. Gerçek TMS çalışma protokolü (Şekil 1) için ayrı ayrı yoğunluğu olarak RMT ayarlayın.
    Not: neuronavigational sistem, bir bilgisayar ekranı, sübjektif izci, bobin izci, işaretçi, kalibrasyon blok, kamera ve TMS sandalye oturma sistemi içerir. (Şekil 2-4)
  3. kaynaklı Virtu derecesini test etmek için görev adlandırma resmi kurmak için SuperLab programını kullanın ve konulara uyaran sunmakal afazi.
  4. Adım 4'te daha detaylı olarak tarif edilen bir ses kayıt sistemi kullanılarak her resim için kayıt reaksiyon sonunda hazırlanmıştır.
  5. Adım 4'te daha detaylı olarak tarif edilen bir ses analiz sistemi ile görüntü adlandırma cevap gecikme süresi ve analiz edin.

2. Çalışma Tasarımı Denetleme

  1. Sanal Afazi tetikleyebilecek shamı kullanın.
    1. adım 4. Resim adlandırma görevi daha detaylı olarak tarif resim adlandırma görevi gerçekleştirmek için konuyu isteyin.
    2. resim adlandırma görevi sırasında ya nöronavigasyon güdümlü shamı (nTMS) veya konvansiyonel shamı (CTMS) uygulayın. CTMS ayrıntıları adımları 5.3.2 5,5 tarif edilmiştir.
  2. adlandırma resim tepkime süresini ve hata oranını ve aşama 4'te daha detaylı olarak tarif edildiği gibi, her iki şart altında karşılaştırın.

TMS Protokolün 3. hazırlanması

  1. RMT belirleyin
    1. sol birinci dorsal aktif elektrot yerleştirinterosseous (FDI) kas.
    2. Sol FDI kas kasılmasını kontrol, 4-6 sn arası sürelerde doğru M1 alanına 10 ardışık uyaranları sunun.
    3. 50 uV daha yüksek bir tepe-tepe MEP genliği en az beş kez üretildiği minimum TMS yoğunluğu kullanılarak deneğin RMT belirler.
  2. TMS Haritalama
    1. neuronavigational sistemin kullanımı için konunun 3-T MR tarayıcı kullanılarak yüksek çözünürlüklü T1 ağırlıklı manyetik rezonans (MR) anatomik görüntüleri edinin. MRI tarama parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir.
      Not: Şekil 5'te gösterildiği gibi, ön komissür (AC) ve posterior komissür (PC) anatomik rehberlik kullanarak her bireyin beyin kavisli şekilde ve cildi yeniden yapılandırır nöronavigasyon programı, beyin MR görüntüleri aktarın.
      1. cilt yapısını yeniden
        1. Kişinin beyin MR dosya eldeTıp standart Dijital Görüntüleme ve İletişim (DICOM) görüntü. biçim. "Dönüştürmek çalışması" seçerek MR görüntü dönüştürmek. Dosya nöronavigasyon bilgisayara aktarıldığı arama dizini ayarlayın. Dönüştürmek tip nöronavigasyon programında kullanılmak üzere DICOM türüne göre seçilmelidir.
        2. nöronavigasyon program yüklü olduğu bilgisayara DICOM dosyası aktarın. Navigasyon programı uygulamak. varsayılan simge "Anatomik" dir. Yeni bir hasta kaydı için, DICOM görüntü dosyalarından birini seçin.
        3. "Atlas boşluk" tıklayın. Bu adım her görüntüyü yeniden referans noktası ayarlamaktır. Basın "manuel (AC-PC kutu)" dropbox "yeni" ve tıklayarak referans anatomik yapısını ayarlayın.
        4. Korpus kallosum hastanın ac, forniksin sütun önüne yerleştirilen iki hemisfer sadece orta hat bulun. Mark MR görüntüsünde AC ve "AC set" i tıklayın.
        5. Hastanın PC, beyin su kemerinin üst ucunun dorsal iki hemisfer orta hat bulun. Mark MR görüntüsünde PC ve "set PC" yi tıklayın.
        6. Cilt yapısını yapmak için "rekonstrüksiyon" tıklayın. dropbox'a basın "yeni" "Skin" seçin. MR görüntülerinde yeniden inşası için aralığı ayarlayın. burun ucu ve her iki kulak ile tüm kafatası dahil emin olun.
        7. Yeni yapıda "işlem cilt" tıklayın. işlem bitene kadar bekleyin. Cilt inşaat tamamlandıktan sonra, deri morfolojisi görüntülenir.
      2. Beyin eğrisel aşağıdaki 3.2.1.1 yeniden "İmar" bölümündeki "Tam beyin kavisli şekilde" seçeneğini seçin. Önceki adıma benzer şekilde, burun ucu içeren MR görüntülerinde yeniden inşası için aralığını ayarlayın. "Işlem kavisli şekilde" tıklayın. İnşaat tamamlandıktan sonra tam beyin eğrisel görüntülenmesi gerekir.
    2. Mark nasion, burun ucu, hem tragus anatomik noktaları kaydetmek için. Bu adım, hastanın ve beyin korteks üzerinde hedefin göreli konumunu yapılandırılması için yeniden cilt yapısı (Şekil 6) arasındaki anatomik nokta maç etmektir.
      1. "Landmark" simgesine tıklayın. işaretini yapılandırmak için, bilgisayarlı cilt yapısına (burun kemikleri kavşakta alın burun arasındaki nokta,) nasion işaretleyin. "Yeni" tıklayarak bu kayıt ve "Landmark 1" olarak saklayın
      2. Mark burun ucu "yeni" tıklayarak burun ucu kaydol ve "Landmark 2" olarak saklayın 1. işareti olarak nasion kaydettikten sonra
      3. cilt yapısına her tragus işaretleyin. tragus konka önünde yer dış kulak küçük sivri eminens vardır. işaretleme ve "yeni" işaretlerini tıkladıktan sonra her tragus kaydol. Bu protokol için doğru tragus reg olduğunusilinmeden bir "Landmark 3" ve sola olarak "Landmark 4" olarak tescil edilmiştir.
    3. katılımcının kafasına öznel izci ile baş bandını koyun. Her konu için her seansta seyir oturma sisteminin kalibrasyon bloğu ile bobin izci kalibre edin. emin olun seyir kamera algılar ve görüntüler konuya, sandalye, bobin, ve devam etmeden önce bilgisayar ekranında işaretçi izleme sisteminin tüm.
      1. oturma sistemi ile bobin kalibrasyonu.
        1. Her nTMS stimülasyon önce bobin izci kalibre. Ana bilgisayar menüsünde, "Pencere" yi seçin. dropbox'a içinde "TMS bobin kalibrasyonu" tıklayın. "Yeni kalibre" tıklayın. İkinci seansta, bobin adı ilk defa kullanılan seçin ve "Yeniden kalibre" tıklayın.
        2. Kalibrasyon bloğunun standart nokta posterior üzerinde TMS bobini yerleştirin. bobin yatay olarak yerleştirilmiş olduğundan emin olun. kontrol edinkamera kalibrasyonu blok ve (yeşil renkte) bobin izci hem algıladığını. Ardından, "kalibrasyon geri sayım Başlat" tıklayın ve geri sayım 5 saniye başlayacak. Geri sayım sırasında hala bobin tutun.

Görev İsimlendirme 4. Resim

  1. otomatik olarak bir sonraki resme geçmeden önce 3000 msn için her uyaran sunmak için resim adlandırma programı ayarlayın.
  2. kadar doğru ve mümkün olduğunca çabuk sunulan resmi isim katılımcıdan.
  3. ücretsiz ses analiz programı kullanılarak kulaklık mikrofon aracılığıyla konuya tarafından yapılan ses algılayarak her resim için reaksiyon zamanı (katılımcı tarafından yapılan ilk ses ekranda uyarının pop up gecikme) ölçün.
    1. Testi (K-BNT) Adlandırma Boston Kore versiyonu resim veritabanından üç isim uzunluğu ve iki segmentlerinde eşleşti Kırk resimler ekranda sunulmaktadırKim ve ark tarafından yapılan çalışmada olduğu gibi öncesi ve sonrası stimülasyon,., (2014).

5. TMS Haritalama Protokolü

  1. 600 TMS puls, toplam 10 dakika boyunca RMT% 90 bir yoğunlukta Deliver1 Hz stimülasyon.
  2. dik hedefe yönelik bobin kafatası şekil-sekiz bobin teğet tutun.
  3. TMS Haritalama (Şekil 7)
    1. nTMS için normalize beynin yüzeyine dayanan anatomik inferior frontal girus (BAG), belirleyin.
      1. nTMS hedef olarak IFG kaydol.
        1. "Hedef" ve basın "Yapılandırma hedeflerini" tıklayın. Beyin kavisli şekilde görüntülendiği pencerede IFG işaretleyin. Detaylı hedef belirleme, her enine ve sagital MR görüntüleri hedef alarak elde edilir. "Yörünge" olarak noktayı kaydedin.
      2. konular kafa derisi ile işaretlerini kaydol.
        1. haritalama için "Sessions" ı tıklayın. oluşturmakYeni dropbox'a "Online oturumu" seçerek yeni bir oturum. Bir "Oturum 1" penceresi varsayılan simge "Hedefler" olduğu içinde oluşturulur. Adım 3.2.2.2 kaydedilen hedef adını seçin. ( "Yörüngeyi 1" seçin). "Ekle" düğmesini tıklayın ve bir sonraki adıma geçin.
        2. "Kayıt" tıklayın. Bu adım konu ile yeniden beyin kavisli şekilde maç etmektir. Adım 3.2.2.1 kayıtlı dönüm noktası. Gerçek anatomik yapısı ile anatomik nokta eşleştirmek için kullanılır.
        3. Kamera işaretçi ve yeşil renkte görüntülenir konu izci, hem tanımlayan emin olun. işaretçisi ile deneğin nasion işaret etmektedir. "Sonraki Landmark örnek% Git" i tıklayın. Kişinin burun ucu ve örnek gelin. Dört görülecek eşleştirilir kadar tekrarlayın.
    2. CTMS için 10-20 uluslararası EEG sisteminin 7 F3 bobin yerleştirin.
  4. bobin istenen hedef ve nTMS işlem boyunca korunmasını sağlamak için ekrana bakın. Bobin turnayı gözünden (Şekil 8) tarafından gösterilen hedeften uzaklaştıkça ekran deneğin beyin yüzeyini, amaçlanan hedef ve bobin yanı sıra hata aralığını göstermesi gerekir. o uzağa taşınmış olarak ekrana değinen operatör hedef bobin ayarlar.
    1. Kayıtlı hedefin üzerinde nTMS gerçekleştirin
      1. Click adım 5.3.1.1 açıklandığı gibi, kişinin işaretlerini kaydolduktan sonra ekranda "gerçekleştir". işaretçi tespit etmek için kamera Varsayılan ayarı değiştirmek için adım 3.2.3.1 sırasında kaydedilen bobin adını seçin. "Sürücü" dropbox altındaki. Kamera konu izci ve izci bobin hem de tanımlar emin olun.
      2. Ekran kayıtlı hedefin (IFG) den TMS bobin göreli mesafe ve açı görüntüler olmadığını kontrol edin. Bobin hedeften uzak hareket ederse,bobin hedeflenen hedef aralığında olduğunda yeşil işaretlenir ise mesafe, kırmızı işaretlenir. mümkün olduğunca bir turnayı gözünden olarak bobin ve hedef arasındaki açıyı elde etmek için çalışın.
  5. CTMS prosedürü körü körüne TMS teslim etmek için operatörden uzak ekranında açın. bu oturumun başında olduğu gibi bobin korunur.

6. Topograhic Veri Toplama

  1. elle uzaktan kumanda üzerindeki "kayıt" butonuna basarak uyarılması başına rekor bobin konum.
  2. her uyarım kayıt üzerine Taliarach X, Y, belirli bir hedef için, z ve gerçek uyarılmış bölgede koordinatları elde eder.
  3. ücretsiz görüntü işleme programı (MRIcro, http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricro/index.html) kullanarak tek normalize beyin üzerindeki koordinatları tasvir.
  4. g, Brodmann alanı da dahil olmak üzere, anatomik beyin alanlarını gelen EdinmeTalairach için yrus, lob ve hemisfer bölge etiketleri ücretsiz bir etiketleme programı (Talairachclient, http://www.talairach.org/client.html) ile koordine eder.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Şekil 9'da gösterildiği gibi, Kim ve ark. Uyaran ve sağ M1 alanı, 8 daha fokal uyarım az dispersiyon olmayan Navigasyonlu geleneksel yönteme kıyasla neuronavigational sistemi rehberliğinde TMS daha üstün bir etki göstermiştir. Birleştiren destekleyen ilave kanıtlar TMS neuronavigational sistemi nTMS ve CTMS Uluslararası 10-20 EEG sisteminin F3 Brodmann alan 44 ve 45 hedefleme sağlıklı bireylerde, sanal afazi uyarılması için bir randomize çapraz de...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

TMS yaygın. 10 değerli tedavi edici etkileri afazi tedavisi için düşük frekanslı rTMS ile kortikal eksitabilite üzerinde inhibitör nöromodülatör etkisi dahil rTMS'nin fizyolojik etkisi, tarafından sunulmaktadır. Klinik uygulama ve temel araştırma hem de kullanılan nöral işleme veya sanal 11 Geçici bozulma olduğunu rTMS'nin tarafından uyarılan lezyon. davranışsal performansı değiştirebilirsiniz 12 Bununla birlikte, rTMS'nin istenilen etki seyreltilmiş olabilir, hatta hedef yer...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tüm yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan eder.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Kore Sağlık Teknoloji Ar-Ge Projesi, Sağlık ve Refah Bakanlığı, Kore Cumhuriyeti bir hibe (A101901) tarafından desteklenmiştir. Biz prosedür boyunca teknik destek sağlamak için Dr Ji-Young Lee teşekkür ederiz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Medtronic MagPro X100MagVenture9016E0711
MCF-B65 Kelebek bobinMagVenture9016E042
Brainsight TMS NavigasyonRogue Research
KITBSF1003 

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 11 (1), 1106-1107 (1985).
  2. Pape, T. L., Rosenow, J., Lewis, G. Transcranial magnetic stimulation: a possible treatment for TBI. J Head Trauma Rehabil. 21 (5), 437-451 (2006).
  3. Ruohonen, J., Karhu, J. Navigated transcranial magnetic stimulation. Neurophysiol Clin. 40 (1), 7-17 (2010).
  4. Dell'Osso, B., et al. Augmentative repetitive navigated transcranial magnetic stimulation (rTMS) in drug-resistant bipolar depression. Bipolar Disord. 11 (1), 76-81 (2009).
  5. Herbsman, T., et al. More lateral and anterior prefrontal coil location is associated with better repetitive transcranial magnetic stimulation antidepressant response. Biol Psychiatry. 66 (5), 509-515 (2009).
  6. Schuhmann, T., Schiller, N. O., Goebel, R., Sack, A. T. The temporal characteristics of functional activation in Broca's area during overt picture naming. Cortex. 45 (9), 1111-1116 (2009).
  7. Danner, N., Julkunen, P., Kononen, M., Saisanen, L., Nurkkala, J., Karhu, J. Navigated transcranial magnetic stimulation and computed electric field strength reduce stimulator-dependent differences in the motor threshold. J Neurosci Methods. 174 (1), 116-122 (2008).
  8. Bashir, S., Edwards, D., Pascual-Leone, A. Neuronavigation increases the physiologic and behavioral effects of low-frequency rTMS of primary motor cortex in healthy subjects. Brain Topogr. 24 (1), 54-64 (2011).
  9. Kim, W. J., Min, Y. S., Yang, E. J., Paik, N. J. Neuronavigated vs. conventional repetitive transcranial magnetic stimulation method for virtual lesioning on the Broca's area. Neuromodulation. 17 (1), 16-21 (2014).
  10. Lioumis, P., et al. A novel approach for documenting naming errors induced by navigated transcranial magnetic stimulation. J Neurosci Methods. 204 (2), 349-354 (2012).
  11. Hamilton, R. H., Chrysikou, E. G., Coslett, B. Mechanisms of aphasia recovery after stroke and the role of noninvasive brain stimulation. Brain Lang. 118 (1-2), 40-50 (2011).
  12. Pascual-Leone, A., Walsh, V., Rothwell, J. Transcranial magnetic stimulation in cognitive neuroscience--virtual lesion, chronometry, and functional connectivity. Curr Opin Neurobiol. 10 (2), 232-237 (2000).
  13. Julkunen, P., et al. Comparison of navigated and non-navigated transcranial magnetic stimulation for motor cortex mapping, motor threshold and motor evoked potentials. Neuroimage. 44 (3), 790-795 (2009).
  14. Chrysikou, E. G., Hamilton, R. H. Noninvasive brain stimulation in the treatment of aphasia: exploring interhemispheric relationships and their implications for neurorehabilitation. Restor Neurol Neurosci. 29 (6), 375-394 (2011).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

N rnavigasyon g d ml rTMSAfazi TedavisiBrodmann Alan 44 45Uluslararas 10 20 EEGResim Adland rma G reviTalairach KoordinatlarMotor E ik BelirlemeT1 a rl kl MRITMS Bobin Kalibrasyonu

İlgili makaleler