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上肢の経頭蓋直通電流刺激とロボット療法の併用

Neuroscience

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Summary

脳の可塑性の変調による治療成績に関する改良された従来のリハビリテーション療法のアドオンとしての経頭蓋直流電流刺激とロボット療法併用する可能性があります。この記事では脳卒中後の運動パフォーマンスを向上させるため当研究所で使用される結合された方法をについて説明します。

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Pai, M. Y., Terranova, T. T., Simis, M., Fregni, F., Battistella, L. R. The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb. J. Vis. Exp. (139), e58495, doi:10.3791/58495 (2018).

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Abstract

脳卒中や脳性麻痺など神経系の疾患は長期的な障害の原因をリードしているし、深刻な無能、下限と上限の下肢障害のため日常的な活動の制限につながることができます。集中的な理学療法や作業療法の主要な治療と見なされますが、機能的帰結を最適化可能性があります標準的なリハビリテーションに新しい補助療法が研究されています。

経頭蓋直流電流刺激 (tDCS) は、大脳皮質の興奮性を調節すること、頭皮に電極を弱い直流電流のアプリケーションを基になる脳領域を分極する非侵襲的脳刺激法です。この手法で関心の高まりは、その低コスト、使いやすさと人間の神経可塑性に及ぼす影響に帰することができます。うつ病、パーキンソン病、脳卒中後の運動リハビリなど多様な条件で Tdc の臨床的可能性を決定する最近の研究を行った。tDCS は脳の可塑性を高めることができ、リハビリテーション プログラムにおいて有効な手法と思われます。

ロボット デバイスの数は、脳卒中後の上肢機能のリハビリテーションを支援するために開発されています。運動障害のリハビリテーションはしばしば最大の独立を達成するために患者のための学際的アプローチを必要とする長いプロセスであります。これらのデバイスは手動リハビリテーション療法を交換するつもりはないです。代わりに、彼らは結果の即時認識ができ、やる気に滞在する患者の改善の追跡、貢献のリハビリテーション プログラムに追加のツールとして設計されました。

TDSC とロボット介在療法脳卒中リハビリテーションに有望なアドオンは、従来の治療法と治療成績の改善に関連する彼らの使用を記述するいくつかのレポートと脳の可塑性の変調をターゲットします。しかし、最近では、いくつか小規模な臨床試験が開発されて tDCS とロボット介在療法脳卒中リハビリテーションでの関連付けの使用を記述します。この記事では脳卒中後の運動パフォーマンスを向上させるため当研究所で使用される結合された方法をについて説明します。

Introduction

脳卒中、脳性麻痺、外傷性脳損傷などの神経疾患は、病変や重度の無能と毎日の活動1の制限につながることがその後の神経学的症状のための長期的な障害の原因をリードしています。運動障害疾患患者の生活の質を削減します。運動機能回復は、神経可塑性、脳の病変2,3により失われた運動能力の再取得の基礎となる基本的なメカニズムによって根本的に駆動されます。したがって、リハビリテーション療法は、高線量の集中的な訓練と体力回復に動きの激しい繰り返し、可動域に強く基づいています。これらの反復的な活動は、日常の生活動作に基づいています、患者が遅い運動回復とニューロリハビリテーション4の成功を損なうことができる反復演習のためあまりやる気になりません。集中的な理学療法や作業療法の主要な治療と見なされますが、機能的な結果1を最適化するために標準的なリハビリテーションに新しい補助療法が研究されています。

ロボット支援治療法の出現は、脳卒中患者のリハビリテーション、神経シナプスの可塑性と再編の過程に影響を及ぼす大きな価値を持っている示されています。彼らは、破損した神経学的な機能を持つ患者のトレーニングや障害5を持つ人々 の支援に行った。Rehabilitive 介入にロボット技術を追加する最も重要な利点の 1 つは、非常に手間のかかるプロセス6を高輝度と高用量のトレーニングを提供する能力です。仮想現実のコンピューター プログラムと共に、ロボットの療法の使用即時認識と運動機能回復の評価を可能にしコンロ7 を清掃など意味のある、インタラクティブな機能上のタスクに反復操作を変更することができます。.これは患者の動機と長いリハビリのプロセスへの付着を高めることができます、測定し運動を定量化、彼らの進歩5の追跡の可能性を介してことができます。現在の慣行にロボット療法の統合効果とリハビリテーションの有効性を増加し、運動8の新規モードの開発を有効にします。

治療リハビリテーション ロボット タスク固有のトレーニングを提供する、エンド エフェクタ型デバイスと外骨格型デバイス9に分けることができます。これらの分類の違い患者に動きデバイスから転送する方法に関連しています。エンド エフェクタのデバイス構造の単純化、1 つの関節の動きを分離することが難しく、その最も遠位部分にのみ患者の四肢に連絡があります。外骨格ベースのデバイス デバイスの関節の動きは患者の下肢7,9で同じ動きになりますので、肢の骨格の構造を反映する機械構造を持つ複雑な設計があります。

T くる WREX は腕全体の動き (肩、肘、前腕、手首と指の動き) を支援する外骨格ベースのロボットです。調節可能な機械の腕は、三次元空間療法7,9の動きの大きいアクティブな範囲を達成するためにいくつかの残留上肢機能を持っている患者を有効にする重力サポートの変数レベルを使用できます。MIT マヌスは、シングル プラン (x 軸と y 軸) で動作し、2次元重力補償療法、補助の肩と肘の動き9水平または垂直面に患者さんの手を移動することによってことができますエンド エフェクタ型ロボット,10. 両方のロボットは、上肢運動制御と回復、コンピューター統合 1 を可能にするためのインタ フェースを定量化することができます内蔵ポジション センサーを持っている) 仮想学習環境でシミュレート機能タスクのトレーニング・ 2) 運動療法ゲーム, 運動計画、目手の調整や注意力、視野欠陥の練習を助けるか、または7,9を無視します。また、上肢に及ぼす重力の影響の補正を可能にする、支援と重度障害患者における反復的な型にはまった動きへの支援を提供することができます。これは徐々 に主題を改善し、最小限の支援や抵抗は、軽度障害患者9,11のための運動として支援を減少します。

ニューロリハビリテーションのための別の新しい手法は、経頭蓋直流電流刺激 (tDCS) です。tDCS は低振幅直流電流適用を介して頭皮電極12,13を使用して皮質興奮性の変化を誘導する非侵襲的脳刺激法です。現在の流れの極性に応じて脳の興奮性を anodal 刺激による増加または減少し, 刺激2できます。

最近、ずっとある、tDCS の高められた興味、脳卒中、てんかん、パーキンソン病、アルツハイマー病、線維筋痛、うつ病、感情などの精神疾患などの病気の広い範囲で有益な効果があると示されています。障害と統合失調症2。tDCS には、比較的低コスト、使いやすさ、安全性、まれな副作用14など、いくつかの利点があります。tDCS は無痛法ではまた、偽モード13があり、臨床試験で確実に盲目にすることができます。tDCS はほとんどない独自の機能回復に最適ただし、脳可塑性15を高めると同時にリハビリテーション、関連付けられている療法として増加の約束を示しています。

このプロトコルでは従来の理学療法に加え、リハビリの成果を向上させるための方法として (2 つの最新のロボット) で結合されたロボット介在療法と Tdc の非侵襲的な神経を紹介します。ほとんどの研究は含むロボット治療または tDCS は分離技術としてそれらを使用しているし、いくつかは両方を組み合わせているを超えてそれぞれの介入だけで有益な効果を強化する可能性があります。これらの小さい試験改善運動回復と機能的能力8,15,16,17,18、2 つの手順の間の可能な相乗効果を実証 19。したがって、新規のマルチ モーダル治療法は現在の可能性を超えて運動回復を高めることができます。

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Protocol

このプロトコル我々 機関の人間研究倫理委員会のガイドラインに従います。

1. tDCS

  1. 禁忌と注意事項
    注: tDCS は刺激されて領域の神経細胞の興奮性の変化を誘導電極を介して定数と低直流を送信する安全なテクニックです。
    1. デバイス セットアップする前に患者が頭に tDCS 以前 tDCS 治療、脳移植医療デバイス、または金属インプラントの存在に対する有害反応など任意の禁忌をいないことを確認します。
    2. 次の基準を使用して: 片麻痺上肢適度な光で亜急性ないし慢性脳卒中患者。その他の禁忌は、頭蓋の欠陥は、強度と現在の流れの位置を変えることができると科目は自由なてんかんなど不安定な病状の自由でなければなりません。
    3. 急性または慢性の皮膚疾患、切り傷、または他の炎症の徴候などの皮膚病変に対する徹底的に患者さんの頭皮を検査します。電極を配置し、安全のためにこのような病変を有するエリアを刺激することは避けてください。
  2. TDCS の材料
    1. チェックすべての次に材料が表示されている場合は、手順を開始する前に利用できる (図 1): tDCS 刺激デバイス、9 V バッテリー、2 導電性電極、2 スポンジ電極、ケーブル、2 ヘッド バンド (または Velcro ストラップ、非導べ電性のストラップ)、測定テープ、塩化ナトリウム (NaCl) ソリューション
  3. 測定
    1. 電極は、前文書20に従って通常 10/20 脳波位置として定義されます。件名を快適に座っていることを確認します。
    2. まず、頂点 (Cz) をローカライズします。
      1. イニオン (外後頭隆起や突起の最も顕著な投影) する (鼻橋) または前頭骨と鼻骨の 2 つの交点からの距離を測定し、この長さの 50% をマークします。油鉛筆または無害の水性マーカーを使用して、行としてこの予備的な Cz の場所をマークします。
      2. 左と右耳介のポイント間隔 (すなわち、耳珠の前方領域) を測定します。半分でこの距離を分割し、行で計算されるポイントをマークします。
      3. クロスを作成する両方の線を接続します。両方のラインの交差は、頂点 (Cz) (図 2) に対応します。
    3. 頭の上のターゲット サイトを識別します。
      メモ: Anodal 刺激は、それが低下し, 刺激間刺激脳皮質の興奮性を増加します。以前の研究は、破壊の半球の anodal 刺激や影響の運動野の皮質興奮性が低下、影響を受ける大脳皮質のそれを増加するために半側半球で, 刺激を使用しています。このプロトコルでは一次運動野の上 (同じセッションで anodal とし, 刺激) と半球刺激と anodal 刺激の両方説明します。
      1. 一次運動野 (M1) を検索するには、左または右耳介点 (図 3) に Cz からの距離の 20% を使用します。このエリアは、C3 ・ C4 脳波場所に対応する必要があります。
      2. Ipsilesional 半球の M1 センター運動皮質に陽極と陰極 (Fp) (図 3) 対側の眼窩領域上の場所。
      3. また、半側無視 M1 上 ipsilesional 半球とカソードの M1 センター運動野を陽極に置きます。TDCS 電極の M1 の位置は、チャネル C3 および C4 (図 3)。
  4. 皮膚の消毒
    1. 皮膚を点検し、病変以上損傷した皮膚刺激を避けるため。
    2. 伝導度を改善するために刺激のサイトから髪を移動します。ローションとゲルの兆候を削除する皮膚の表面をきれいにします。厚い髪の主題のため導電性ゲルを使用して必要があります。
  5. 電極位置およびデバイスのセットアップ20
    1. 皮膚の準備と刺激サイトのローカライズ、頭周囲のイオンの下で 1 つのヘッドス トラップを配置します。弾性など非伝導性と非吸収性の素材で作られた頭のストラップを提供 Velcro、またはゴムのストラップ。
    2. 生理食塩液をスポンジを浸します。35 cm2スポンジ側あたり溶液 6 mL 約可能性がありますだけで十分。スポンジの oversoaking は避けてください。被写体に液漏れを生み出すを避けます。必要に応じてより多くのソリューションを追加するのに注射器を使用します。
    3. TDCS デバイスにケーブルを接続します。Tdc の効果は極性固有なので、ケーブルの極性が正しいことを確認 (として標準化された: アノード電極に対応して赤と黒か青カソード電極に対応する)。
    4. 導電性ゴム嵌め込む式にしっかりとコネクタ ケーブルのピンを挿入します。
    5. スポンジに導電性ゴム嵌め込む式を挿入します。全体の導電性ゴムのはめ込みがスポンジで覆われているコネクタ ケーブル ピンが表示されないことを確認します。
    6. 頭のストラップの下で最初のスポンジ電極を置き、過剰な水分がスポンジから解放されないことを確認します。
    7. 電極モンタージュの計画に従って両方の弾性頭のストラップを接続します。
    8. 第二に弾性ストラップの頭の下で刺激されて領域の上、頭の上 2 番目のスポンジ電極を配置します。
    9. 電極と体の全体的な電気抵抗が高い場合、不十分な電極セットアップを示すかもしれない。いくつかのデバイスは、下 5 kΩ をすべきでは、理想的には抵抗値の測定を提供します。
    10. いくつかのデバイスは、(ドライ電極) など危険な状況を検出するための便利な方法です, 刺激中の抵抗の継続的な表示を提供します。このような場合は、デバイスは終了、抵抗が特定のしきい値を超えて増加する場合に刺激強度を減らします。
  6. 刺激
    1. 患者が目を覚まし、リラックス、手順21中快適に装着されていることを確認します。
    2. TDCS 刺激設定 (強度、時間、および偽の条件、該当する場合) を調整します。過去の研究申請 1 の強度で 20 分間直流 mA。
      注: シャム介入のため現在は通常適用のみ最初の 30、件名に刺激感を与える s。この期間が定められたいくつかの研究で有効刺激皮質興奮性22せず、割り当てられた介入にそれらを盲目にします。
    3. TDCS 刺激を開始します。現在のほとんどの副作用を避けるためにランプアップして電流の流れを開始します。いくつかのデバイスに自動的に行われますランプアップされていない場合現在ゆっくりと時に増加初期 30 最大に到達する s プログラム現在 (プロトコル、最大 1 mA)。
    4. 電気刺激を起動した後何人かの患者は一時的なわずかなかゆみ感覚、めまい、またはめまいを認めるかもしれない。これは、先頭と各セッションの終わりに、上下電流を変化させることによって回避できます。
    5. プロシージャの最後に、徐々 にオフ 30 電流ランプ s。
  7. プロシージャの実行後
    1. 記録して刺激の安全性を評価するには、手順が完了した後は、一般的な副作用のアンケートとその強度記入する患者を求めます。皮膚の炎症、吐き気、頭痛、灼熱感、めまい、しびれ、またはその他の不快感が含まれます可能性があります。
    2. 副作用は、通常軽度または中等度の強度と通常一時的な患者に説明します。
    3. TDCS 後、ロボット治療を受ける患者を参照してください。
      注: このプロトコルの次のセクションで MIT マヌスと T くる WREX の商用バージョンを使用して説明します。

2. ロボット療法 MIT マヌス

  1. 位置決め
    注: このロボットは上肢のリハビリテーションのための対話型ロボットです。我々 の研究で利用されているバージョンは、水平面内の手首の動きのトレーニングを (平面)。
    1. 対象は 4 点シートベルトによって保護され、ビデオの画面に直面している、快適で人間工学に基づいた椅子に装着されていることを確認します。
    2. 訓練を受けたセラピストがロボットのトレーニングを指導していることを確認します。
    3. ロボット ハンドルのグリップに訓練対象となる手を配置します。被験者の腕の周り両方のストラップを調整します。トレーニング中に安定したまま腕の後ろにサポートを調整します。
    4. 示されるように麻痺側上肢を配置: 肩屈曲 30 °、90 ° 屈曲、半ば腹臥位での前腕、中立的な立場で手首に。
    5. マシンの操作中に肩関節と肘の範囲の動きは約 45 ° に制限されていることを確認します。腕を固定すると、手首の動きの自由を持っていることを確認してください。動きは、(すべての可能な方向) の水平面で可能です。
  2. トレーニング
    1. ロボット トレーニング セッションでの動きの数は変数;ただし、同じ平面内の平面のあらゆる方向に約 320 の繰り返しを実行する一般的です。
    2. ビデオ画面は、主題を実行する必要があります、腕の位置の一定のフィードバックを与えることのタスクのキューを示しています。
    3. ロボットのソフトウェアには、運動訓練のためのいくつかの運動療法ゲームがあります。視覚的なフィードバックは、通常ターゲット間で患者を移動する必要があります黄色のボールで構成されています。他の訓練のシナリオがあります。
    4. ロボットはのみ、必要に応じて患者を支援します。たとえば、件名 2 内で意図した動きを実現できない s、マシンがその動きを完了するため。対象が意図した動きを遂行する十分な運動の協調性を持たない場合、ロボットは適切な動作を実行する対象の腕をご案内いたします。

3. MIT マヌスの腕トレーニング

注: このロボット ・ アームは水平面に肘屈曲と拡張機能、肩前方牽引・撤回、肩内・外旋のトレーニングをことができます。

  1. 位置決め
    1. MIT マヌス腕主題が快適に装着されていることを確認します。座席ベルトを調整します。位置患者の右または左にロボット アームし、両方のストラップを調整します。
    2. 必要に応じてロボットの高さを調整します。必要に応じて、テーブルの高さを調整します。
    3. 任意の不快感や痛みがある場合は、ロボットの電源をただちに切るに緊急停止ボタンを押します。
  2. トレーニング
    1. 線に沿ってその腕に移動する被写体を尋ねることによって、マシンを調整します。
    2. 必要に応じて、ロボットは患者を助けるだけ。たとえば、件名 2 内で意図した動きを実現できない s、マシンがその動きを完了するため。対象が意図した動きを遂行する十分な運動の協調性を持たない場合、ロボットは適切な動作を実行する対象の腕をご案内いたします。
      注: ロボットのソフトウェア運動訓練のためのいくつかの運動療法ゲームがあります。視覚的なフィードバックは、通常ターゲット間で患者を移動する必要があります黄色のボールで構成されています。他の訓練のシナリオがあります。

4. T くる WREX とトレーニング

  1. 位置決め
    注: T くる WREX は被験者の腕にフィットし、肩、肘、手首の関節三次元設定での自由運動を許可する外骨格で構成されます。
    1. 主題は彼または彼女の目標を達成する患者を支援、仮想現実の設定で視覚と聴覚フィードバックを提供するビデオの画面に直面して快適な人間工学的の椅子に装着されていることを確認します。
    2. ロボットのメイン モジュールの前に座っている患者を置きます。外骨格の高さを調整するのに提供のリモート コントロールを使用します。(左または右) に訓練される患者さんの下肢の対応する側にロボットの外骨格アームを調整します。
    3. 肩の上の高さの約 4 本の指を残します。
    4. 骨格では、腕と腕にストラップを調整することに患者さんの手足を調整します。
    5. 外骨格のアームの長さを調整して (私には) の腕および前腕 (A ~ E) に必要な重量 (重力) 補償だけでなく、したがって、前腕します。A は、重力をサポートしていない重力サポートのリニア スケールで構成されています。
    6. コンピューターにこれらの測定値を入力します。
    7. トレーニングを開始する前に調整し、患者の能力によると、ロボットの運動制限の範囲を調整します。
    8. 校正可動域をテストするには、画面のすべての方向にキューブを移動する患者を求めます。
  2. トレーニング
    1. 各セッションで (T くる WREX トレーニングのセッションは、通常は約 60 分持続) 異なる機能ターゲットに向けての動きの約 72 の繰り返しを実行する個人があります。
    2. それぞれの運動の疲労を防ぐため 10 秒間隔を許可します。72 の繰り返しは、24 の動きの 3 つのブロックに分かれています。5 分 24 動きの各ブロック間の間隔を許可します。

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Representative Results

TDCS を非侵襲的脳刺激は最近その影響 neuroplastic、比較的安価な機器、使いやすさ、いくつかの副作用22など関心を生成しています。研究を示しているそのニューロモデュレーション tDCS による皮質興奮性・可塑性、したがって4一次運動野を刺激することによってシナプス可塑性による運動パフォーマンスの改善の促進を調節する可能性があります。Anodal 刺激, 刺激静止膜電位を hyperpolarizes し、減少神経の発火を減らすに対し、一次運動野領域のニューロンの脱分極を促進することで皮質興奮性を増加させる半側一次運動野から半球間抑制。デュアル tDCS は、ipsilesional 地域の活動を容易にし、半側半球12,23を阻害することによってこれらの 2 つのモンタージュを組み合わせたものです。

以前の研究は、90 分を持続させる tDCS の電気生理学的効果と単一 20 分 tDCS セッション (図 4)24,32後最大 30 分を持続させる行動の効果を報告しています。証拠は、これらの肯定的な調査結果が一貫していない、まだ物議を醸すです。リンデンベルク25発見介入期間 (図 5) を長持ちした半球刺激後機能モーター改善し 2012 年発表されたメタ分析が示唆された TMS など刺激を使用の非侵襲的に脳と反復的な TMS は、運動機能回復の改善に関連付けられて、どちらも個別とプラセボ刺激2と比較します。Fuscoによって実験的試み26ストロークの初期段階で, tDCS の機能的な改善は見られませんしかし、Fregni13は両方分離し, または anodal (しかしない偽) 刺激運動機能を大幅に改善することを発見しました。これらの論争の結果、おそらく患者特性 (すなわち、急性慢性期脳卒中患者、軽度重度運動障害) と (すなわち、刺激特性の不均一性によるものtDCS セッション、セッションの期間、anodal, デュアル刺激の数)。

リハビリテーション ロボットの療法のための証拠がより顕著でモーター減損27の明確な増分減少を説明します。ただし、メーカーの数が多いとロボット装置のいくつかの種類のため、各マシンのユニークな特性、資質、および制限。アメリカの心臓協会は、ロボット介在療法上肢を遂げたためにクラス I 外来診療における脳卒中患者と入院患者の設定1でクラス IIa の証拠のレベルを示唆しています。19 試験と 666 患者のレビュー見つけた脳卒中後腕のロボット支援訓練を受けた被験者が日常生活で澄子関数6改善を示しやすかった。単盲検試験が見つかりました、コントロール グループに比べて28、ティンメルマンスしながら手先の器用さの対策で脳性麻痺児が大幅に改善29は、慢性期脳卒中患者は、6 ヶ月間維持されたタスク指向の腕のトレーニングで大幅に改善後の介入示したすることを発見しました。また、多施設無作為化対照試験が、中等度重度の上肢障害から慢性期脳卒中患者改善を示した重要なしかし、ささやかなアーム後機能、運動、および生活の質対策ロボット心配の患者がいない集中的理学療法患者 (図 6)5の標準と比較して 36 週の試験期間を使用したトレーニング。

TDCS またはロボット療法とニューロリハビリテーションの試験が行われている間いくつかは、これらの治療法を組み合わせて行われています。ヘッセ16は予備パイロット研究を行い腕のロボット支援訓練と組み合わせて半球に anodal tDCS 亜急性脳卒中患者の運動機能の大幅な改善原因ないことが。越智による別の研究19は、両方の影響を受ける半球に anodal tDCS と健側の大脳半球に, 刺激が限られたが、同じような大きさのモータの改善を達成できることを示した。最後に、エドワーズ18は、皮質興奮性の改善と Tdc プラス ロボット療法のアクティブなグループで減少した皮質抑制では、運動機能に大きな利益を発見しました。

最近の研究では、刺激のシーケンスが機能の改善に重要なことを示唆しています。Giacobbe15慢性期脳卒中患者におけるリハビリテーションを手首の tDCS ロボット併用療法におけるタイミングの寸法を評価され、手首の動きの速度と滑らかさ (> 15%) が Tdc の 20 分のセッションの前に配信されたところを改善したが見つかりましたロボット時中またはトレーニング (図 7) 後の配信されないが、トレーニングします。同時作業療法と Tdc が31モーターの大幅な改善につながることを発見他の研究とこれらの結果は対照的。最後に、ナイル31は、同時, tDCS と作業療法の使用が運動機能回復療法とシャム刺激 (図 8) の比較の有意変化につながったことを発見しました。

Figure 1
図 1: TDCS 用材この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2: 頂点の位置。皮質は、10/20 システムによるとマークされます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 3
図 3: 運動野位置。皮質は、10/20 システムによるとマークされます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 4
図 4: 単一 tDCS セッションの電気生理学的効果です。20 分の単一 tDCS セッションの後電気生理学的ことができる最後を 90 分と行動の効果を 30 分刺激後。Nitsche.からの転載32、スプリンガー自然から権限を持つ。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 5
図 5: ベースラインと比較して 36 週の試験期間中にプライマリとセカンダリの結果で変更します。Lo et al.5ロボット訓練後上肢機能、移動、および生活の質の重要なしかし、ささやかな改善が見つかりました。この図は、マサチューセッツ州の医学の社会5から許可を得て転載します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 6
図 6: 運動機能に障害のスコアと fMRI 左右差指数の変更。リンデンベルク25半球 tDCS 後モーター減損スコアと、患側下肢機能の改善機能の変更が見つかりました。リンデンベルクからの転載。リッピンコット ウィリアムズ & ウィルキンス25からの許可。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 7
図 7: 運動運動パフォーマンスに及ぼす介入の種類。Giacobbe15は、Tdc がロボット治療改善手首の動きと滑らかさの前に配信されることを発見しました。Giacobbeからの転載。15 IOS プレスの許可を得ています。パブリケーションが 10.3233/野村不動産-130927 を介して IOS プレスで利用できるこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 8
図 8:, TDCS プラス作業療法31の効果.同時 tDCS と作業療法 (*) かなり高い変更運動の改善の結果。Nair らから転載31 IOS プレスの許可を得ています。パブリケーションが 10.3233/RNN-2011-0612 を介して IOS プレスで利用できるこの図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

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Discussion

このプロトコルに関連付けられている複合 tDCS 刺激および腕に障害のある患者における従来のリハビリテーション プログラムを補完するものとして使用されるロボットの治療のための標準治療プロトコルについて述べる。議定書の目標運動機能と機動性を向上させることです。ランプを観察することが重要、副作用の危険を避けるために Tdc マシンのオフ ランプです。tDCS は文献2に記載されているいくつかの副作用と安全なテクニックです。

プロトコルは、マイナーな方法で変更可能性があります。文献の以前のレポートは、tDCS (ロボットや人間支援のいずれか) モーターのトレーニング中に、前後に適用されているをについて説明します。プロトコル、Tdc ロボット治療直後の 20 分セッションについて述べる。いくつかの研究は、同時 tDCS とロボットの訓練のためのより良い結果を発見しました。

半球間の競争モデルに基づく脳卒中後運動障害が示唆された一次運動野 (M1) から出力を減少に起因する一部に損傷した半球と半側無視 M1 から増加の抑制の影響半球。このプロトコルでは、病変部の M1 の anodal 刺激を選んだし、半球刺激の可能性を説明しました。Anodal tDCS 刺激, 刺激そのまま M1; の皮質興奮性が減少しながら破損した M1 の皮質興奮性を増加させるただし、Tdc の二重のアプリケーションが領域を対象これら両方同時に。いくつかの研究より大きな運動機能向上18,25を報告しているよう、その他のプロトコルはまた半球刺激を選ぶ。

以前の研究は、20-30 分刺激セッション後 90 分を持続させる短期余波で単回投与または、ニューロリハビリテーションの Tdc のいくつかのセッションを評価しました。繰り返されるセッションは、運動障害のリハビリは通常長いプロセスとしてシナプス伝達効率と効果の大きい大きさでより重要な操作を誘導することによって、大きいの持続時間と効果の大きさがあります。コンセンサス、ただし、モーター改善を持続の tDCS を優先的に実行することと共にトレーニング30があります。

非侵襲的脳刺激に関連付けられているロボットの療法はまだまだ広くアクセスできない、ロボットの療法の高い費用のため。ただし、ほとんどのロボットはまだコストが限定的な使用の結果、多くのリハビリテーション サービスには。ロボット療法の利点は、可能な限り7として、将来的に人間の労働および費用対効果のコストではなくロボット技術のコストが低下します。このプロトコルは面白いロボット治療とリハビリは、入院患者と外来患者より高い強度より多くの反復的なタスクを実行することができます従来の治療の補助手段であることに偉大な約束を示しているので長い期間、最適なリハビリテーション プログラムの結果です。他の利点には、即座にフィードバックと運動の客観的な測定と積極的な参加のための患者のモチベーションを維持するために支援各トレーニング セッション後可能です運動パフォーマンスのダイナミクスがあります。

TDCS とリハビリ支援ロボットの組み合わせは、患者の追加運動向上の結果、単独で使用いずれかの介入の効果を高める可能性があります。TDCS による大脳皮質の興奮性の調節と共に野に高められた感覚フィードバックを提供ロボット訓練末梢感覚運動活動の組み合わせは、シナプス可塑性のためのより肯定的な結果であります。この組合せアプローチのための証拠が有望なまだ限られ、決定的、個別に適用する場合、治療と比較した場合。さらに相乗効果と最適なセッションと各療法のタイミングの前後または最中、tDCS を適用かどうかリハビリテーション数など、併用療法の追加の影響を調査するより多くの研究が必要効果機能的帰結する活動。

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Disclosures

著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。

Acknowledgments

著者は、このプロジェクトの Spaulding ニューロモデュレーション学とセルバンテス ・ デ ・ Reabilitação ルーシー モントロにご支援を感謝したいです。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
tDCS device Soterix Medical Soterix Medical 1x1
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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