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L’utilisation combinée de Transcranial Direct Current Stimulation et thérapie robotique pour le membre supérieur

Neuroscience

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Summary

L’utilisation combinée de la stimulation transcrânienne courant continu et robotique thérapie comme un Add-on pour la thérapie de réadaptation conventionnelle peut entraîner des résultats thérapeutiques améliorées en raison de la modulation de la plasticité du cerveau. Dans cet article, nous décrivons les méthodes combinées utilisées dans notre Institut pour améliorer la performance du moteur après l’accident vasculaire cérébral.

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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

Troubles neurologiques tels que des accidents vasculaires cérébraux et la paralysie cérébrale sont principales causes d’invalidité à long terme et peuvent conduire à une incapacité sévère et restriction des activités quotidiennes en raison de déficiences de la branche supérieure et inférieure. Physique intensive et ergothérapie sont encore considérés comme principaux traitements, mais nouvelles thérapies auxiliaires de réhabilitation standard qui peuvent optimiser les résultats fonctionnels sont à l’étude.

La stimulation transcrânienne courant continu (CDV) est une technique de stimulation cérébrale non invasive qui polarise les régions du cerveau sous-jacent par le biais de l’application de faibles courants continus au moyen d’électrodes sur le cuir chevelu, en modulant l’excitabilité corticale. Regain d’intérêt pour cette technique peut être attribuée à son faible coût, facilité d’utilisation et les effets sur la plasticité neurale humaine. Une recherche récente a été réalisée afin de déterminer le potentiel clinique de CDV dans diverses conditions telles que la dépression, la maladie de Parkinson et rééducation motrice après accident vasculaire cérébral. tDCS contribue à améliorer la plasticité du cerveau et semble être une technique prometteuse dans les programmes de réadaptation.

Un certain nombre de dispositifs robotiques ont été développé pour aider à la réhabilitation de la fonction du membre supérieur après un AVC. La réhabilitation des déficits moteurs est souvent un long processus qui exige une approche multidisciplinaire pour un patient d’atteindre une indépendance maximale. Ces dispositifs ne visent pas à remplacer la rééducation manuelle ; au lieu de cela, ils ont été conçus comme un outil supplémentaire pour des programmes de réhabilitation, ce qui permet une perception immédiate des résultats et suivi des améliorations, contribuant ainsi aux patients de rester motivé.

Les tDSC et thérapie assistée par robot sont prometteurs Add-ons pour rééducation et ciblent la modulation de la plasticité du cerveau, avec plusieurs rapports décrivant leur utilisation afin d’être associée à une thérapie conventionnelle et l’amélioration des résultats thérapeutiques. Cependant, plus récemment, certains petits essais cliniques ont été développés qui décrivent l’utilisation associée de CDV et robot-assisted therapy en rééducation. Dans cet article, nous décrivons les méthodes combinées utilisées dans notre Institut pour améliorer la performance du moteur après l’accident vasculaire cérébral.

Introduction

Troubles neurologiques tels que des accidents vasculaires cérébraux, la paralysie cérébrale et traumatisme crânien sont principales causes d’invalidité à long terme, en raison des lésions et des symptômes neurologiques ultérieures pouvant mener à une incapacité sévère et restriction des activités quotidiennes de1. Dyskinésies réduisent de façon significative une qualité de vie des patients. Moteur récupération repose fondamentalement neuroplasticité, le mécanisme de base qui sous-tendent la nouvelle acquisition des habiletés motrices perdues en raison de lésions de cerveau2,3. Ainsi, des thérapies de réadaptation fortement reposent sur la formation intensive de haut-dose et intense répétition de mouvements pour récupérer force et amplitude de mouvement. Ces activités répétitives sont basées sur les mouvements de la vie quotidienne, et les patients peuvent devenir moins motivés en raison de la lenteur de la reprise moteur et des exercices répétitifs, ce qui peuvent nuire à la réussite de neuroréadaptation4. Physique intensive et ergothérapie sont encore considérés comme principaux traitements, mais les nouvelles thérapies auxiliaires à réhabilitation standard sont étudiées pour optimiser les résultats fonctionnels1.

L’avènement des thérapies assistée par robot a été établi ont une grande valeur en rééducation, influer sur les processus de plasticité synaptique neuronale et de réorganisation. Ils ont été étudiés pour la formation des patients présentant des fonctions neurologiques endommagées et aider les personnes ayant une déficience,5. Un des avantages plus importants de l’ajout de technologie robotique aux interventions de rehabilitive est sa capacité à dispenser une formation intensive et de haut-dose, qui autrement serait un processus très fastidieuse6. L’utilisation de thérapies robotiques, ainsi que de logiciels de réalité virtuelle, permet une perception immédiate et d’évaluation de récupération moteur et peut changer des actions répétitives dans des tâches fonctionnelles significatives et interactifs tels que le nettoyage d’une cuisinière7 . Cela peut élever la motivation des patients et l’adhésion au processus de rééducation longue et permet, grâce à la possibilité de mesurer et quantifier les mouvements, suivi de leur progrès5. Intégration de thérapie robotique dans les pratiques actuelles peut-être augmenter l’efficacité et l’efficacité de la remise en état et permettre le développement de nouveaux modes d’exercice8.

Les robots thérapeutiques de réadaptation dispenser une formation spécifique à une tâche et se divisent en fin effecteur-dispositifs et d’appareils de type exosquelette9. La différence entre ces classifications est reliée à comment mouvement est transférée de l’appareil au patient. Dispositifs d’effecteur ont des structures plus simples, communiquant avec le membre du patient uniquement à sa partie la plus distale, rendant plus difficile d’isoler le mouvement d’une articulation. Exosquelette périphériques ont des conceptions plus complexes avec une structure mécanique qui reflète la structure du squelette du membre, donc un mouvement d’articulation de l’appareil produira le même mouvement du patient limb7,9.

Le T-WREX est un robot exosquelette-basé qui aide les mouvements de tout le bras (épaule, coude, avant-bras, poignet et mouvements de doigts). Le bras mécanique réglable permet à des niveaux variables d’appui de gravité, permettant aux patients qui ont une fonction résiduelle supérieurs pour atteindre un plus large éventail d’actif du mouvement dans une thérapie spatiale tridimensionnelle7,9. Le MIT-MANUS est un robot de type fin-effecteur qui fonctionne dans un seul régime (x et axe des ordonnées) et permet qu'une densité bidimensionnelle indemnisé thérapie, aidant épaule et coude mouvements en déplaçant la main du patient dans le plan horizontal ou vertical9 , 10. les deux robots ont des capteurs de position intégré qui peuvent quantifier la motricité du membre supérieur et de récupération et d’une interface pour l’intégration d’ordinateur qui permet 1) la formation des tâches fonctionnelles signifiantes simulé dans un environnement d’apprentissage virtuel et 2) jeux d’exercices thérapeutiques, qui aide à la pratique du moteur de planification, défauts de coordination, l’attention et champ visuel oeil-main ou néglige7,9. Ils également permettant la compensation des effets de la gravité sur les membres supérieurs et sont capables d’offrir soutien et assistance aux mouvements répétitifs et stéréotypés chez les patients sévèrement altérées. Cela réduit progressivement une aide que le sujet s’améliore et s’applique une aide minimale ou la résistance au mouvement pour les patients modérément altérée9,11.

Une autre nouvelle technique pour la réadaptation neurologique est la stimulation transcrânienne courant continu (CDV). TDC est une technique de stimulation cérébrale non invasive qui induit des changements d’excitabilité corticale grâce à l’utilisation de la faible amplitude des courants continus appliquées par l’intermédiaire du cuir chevelu électrodes12,13. Selon la polarité de l’écoulement du courant, excitabilité cérébrale peut être augmentée par la stimulation anodique ou cathodiques stimulation2a diminué.

Récemment, il y a eu un intérêt accru pour le CDV, comme il s’est avéré avoir des effets bénéfiques sur un large éventail de maladies comme l’accident vasculaire cérébral, épilepsie, maladie de Parkinson, maladie d’Alzheimer, fibromyalgie, troubles psychiatriques comme la dépression, affective troubles et schizophrénie2. TDC a certains avantages, tels que son coût relativement faible, la facilité d’utilisation et de sécurité, les effets indésirables rares14. TDC est également une méthode indolore et peut être aveuglé fiable dans les essais cliniques, car il a une imposture mode13. TDC est probablement pas optimal pour la récupération fonctionnelle sur ses propres ; Cependant, il est prometteuse accrue comme traitement associé en réadaptation, car il renforce de plasticité cérébrale15.

Dans ce protocole, nous démontrons combiné de thérapie assistée par robot (avec deux robots state-of-the-art) et non invasif neuromodulation avec CDV comme une méthode pour améliorer les résultats de la réadaptation, en plus de la physiothérapie conventionnelle. La plupart des études impliquant des thérapies robotiques ou CDV ont pratiquées comme les techniques isolées et peu ont combiné les deux, qui peut augmenter les effets bénéfiques au-delà de chaque intervention seule. Ces petits essais ont démontré un effet de synergie possible entre les deux procédures, avec moteur amélioré la récupération et la capacité fonctionnelle8,15,16,17,18, 19. Par conséquent, nouvelles thérapies multimodales peuvent améliorer la récupération de mouvement au-delà des possibilités actuelles.

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Protocol

Ce protocole suit les directives du Comité de déontologie de la recherche humaine de notre institution.

1. STD

  1. Contre-indications et des considérations particulières
    Remarque : STD est une technique sûre qui envoie constant et faible courant à travers les électrodes, induire des changements dans l’excitabilité neuronale de la région étant stimulée.
    1. Avant l’installation de l’appareil, vérifier que le patient n’a pas des contre-indications à STD, tels que les réactions indésirables aux précédentes tDCS traitement, dispositifs médicaux implantés cerveau ou la présence d’implants métalliques dans la tête.
    2. Les critères d’inclusion suivants : AVC subaiguë et chronique avec la lumière pour hémiparésie modérée de haut-extrémité. Autres contre-indications incluent des défauts du crâne, qui pourraient altérer intensité et l’emplacement du courant, et les sujets doivent être exempts de conditions médicales instables tels que l’épilepsie non contrôlée.
    3. Examinez le cuir chevelu du patient soigneusement pour des lésions cutanées, telles que les troubles cutanés aigus ou chroniques, de coupures ou autres signes inflammatoires. Évitez de placer les électrodes et stimuler les zones avec telles lésions par mesure de précaution.
  2. Matériaux pour STD
    1. Vérifiez si tout ce qui suit dans la liste des matériaux sont disponibles (Figure 1) avant de commencer la procédure : tDCS appareil stimulateur, 9 batterie V, 2 électrodes conductrices, éponge 2 électrodes, câbles, 2 bandeaux de caoutchouc (ou sangles Velcro, sangles non conductrices) , solution de chlorure de sodium (NaCl), ruban à mesurer
  3. Mesures
    1. Sites de l’électrode sont habituellement définis comme des positions de 10/20 de EEG, tel que décrit dans une précédente publication20. Assurez-vous que le sujet est assis confortablement.
    2. Tout d’abord, localiser le vertex (Cz).
      1. Mesurer la distance de la nasion (pont du nez) ou l’intersection de l’os frontal et les deux os nasaux à l’inion (protubérance occipitale externe ou une projection plus importante de la protubérance) et marquez 50 % de cette longueur. Marquez cet endroit Cz préliminaire comme une ligne, à l’aide d’un crayon de l’huile ou des marqueurs non toxique à base d’eau.
      2. Mesurez la distance de gauche et droite préauriculaire points (c'est-à-dire, la zone devant le tragus). Diviser cette distance en deux et marquer le point calculé avec une ligne.
      3. Relier les deux lignes pour créer une croix. L’intersection des deux lignes correspondra au sommet (Cz) (Figure 2).
    3. Identifier l’emplacement de la cible sur la tête.
      NOTE : Stimulation anodique augmente l’excitabilité corticale dans le tissu de cerveau stimulé, tandis que stimulation cathodique la diminue. Des études antérieures ont utilisé anodique stimulation dans l’hémisphère lésé ou stimulation cathodique dans l’hémisphère CONTRALESIONNELS pour diminuent l’excitabilité corticale dans le cortex moteur pas affectée et l’augmenter dans le cortex moteur touché. Dans ce protocole, nous allons décrire tant la stimulation bihemispheric (avec une stimulation fois anodique et cathodique dans la même session) et la stimulation anodique sur le cortex moteur primaire.
      1. Pour localiser le cortex moteur primaire (M1), utiliser 20 % de la distance de Cz au point gauche ou droite préauriculaire (Figure 3). Cette zone doit correspondre à l’emplacement de l’EEG C3/C4.
      2. Placez l’anode sur le cortex de moteur centre de M1 de l’hémisphère de l’ipsilesional et la cathode sur la région controlatérale supraorbitale (Fp) (Figure 3).
      3. Vous pouvez également placer l’anode sur le cortex de moteur centre de M1 de l’hémisphère de l’ipsilesional et la cathode sur le CONTRALESIONNELS M1. Les positions de M1 pour les électrodes tDCS sont situées à canaux C3 et C4 (Figure 3).
  4. Préparation de la peau
    1. Inspecter la peau et éviter stimulant sur les lésions ou la peau endommagée.
    2. Éloigne les cheveux du site de stimulation pour améliorer la conductivité. Nettoyer la surface de la peau, enlever tout signe de lotion et le gel. Pour les sujets avec des cheveux plus épais, à l’aide de gel conducteur peut être nécessaire.
  5. Positionnement d’électrode et le dispositif d’installation20
    1. Après avoir préparé la peau et localisation du site de stimulation, placez un bandeau sous l’inion, autour de la circonférence de la tête. Fournir des bandeaux en matériau non-conducteur et non absorbants tels que des élastiques, Velcro, ou sangles en caoutchouc.
    2. Faites tremper les éponges avec une solution saline. Pour une éponge2 de 35 cm, environ 6 mL de solution par côté peut suffire. Éviter l’oversoaking l’éponge. Éviter les fuites sur le sujet. Si nécessaire, utiliser une seringue pour ajouter plus de solution.
    3. Connectez les câbles vers le périphérique STD. S’assurer que la polarité des câbles est correcte, puisque les effets de CDV sont de polarité spécifique (comme étant normalisés : rouge correspond à l’électrode de l’anode, et noir ou bleu correspond à l’électrode de la cathode).
    4. Insérez la broche du cordon connecteur solidement dans l’encart en caoutchouc conducteur.
    5. Insérer l’encart en caoutchouc conducteur dans l’éponge. S’assurer que l’encart tout en caoutchouc conducteur est couvert par l’éponge et que la broche du cordon connecteur n’est pas visible.
    6. Placez la première électrode éponge sous le bandeau et veiller à ce que le liquide excessif n’est pas libéré de l’éponge.
    7. Connectez les deux bandeaux élastiques, selon l’électrode montage prévu.
    8. Placez la deuxième électrode éponge sur la tête sur la zone étant stimulée, sous la deuxième sangle de tête.
    9. Si la résistance électrique dans l’ensemble des électrodes et au corps est élevée, cela peut indiquer installation inadéquate d’électrode. Certains appareils offrent de mesure des résistances, qui devrait être moins de 5 kΩ, idéalement.
    10. Certains appareils fournissent une indication continue de la résistance pendant la stimulation, qui est un moyen utile pour détecter les situations potentiellement dangereuses (par exemple une électrode sèche). Dans ce cas, l’appareil peut terminer ou réduire l’intensité de stimulation si la résistance augmente au-delà d’un certain seuil.
  6. Stimulation
    1. S’assurer que le patient est éveillé, détendu et vous asseoir confortablement pendant la procédure21.
    2. Ajustez les réglages de stimulateur de CDV (intensité, durée et imposture condition, le cas échéant). Selon des études antérieures, appliquer le courant continu pendant 20 minutes à une intensité de 1 mA.
      Remarque : Pour l’intervention de l’imposture, le courant est généralement appliqué uniquement pour les 30 premiers s qui donne au sujet la sensation de stimulation. Cette durée a été établie dans plusieurs études comme étant efficace dans leur aveuglement à l’intervention assignée, sans stimulation corticale excitabilité22.
    3. Initier la stimulation STD. Démarrer le flux de courant par la montée en puissance du courant pour éviter les effets les plus difficiles. Montée en puissance se fait automatiquement sur certains appareils, mais si ce n’est pas le cas, augmenter le courant lentement durant les premières 30 s pour atteindre le maximum programmé courant (dans notre protocole, jusqu'à 1 mA).
    4. Après le début de la stimulation électrique, certains patients peuvent percevoir des sensations de démangeaisons légères temporaires, des étourdissements ou vertiges. Cela peut être évité par la montée en puissance du courant de haut en bas au début et à la fin de chaque session.
    5. À la fin de la procédure, rampe progressivement hors du courant pendant 30 s.
  7. Après l’intervention
    1. Pour enregistrer et évaluer l’innocuité de la stimulation, demandez au patient de remplir un questionnaire sur les effets indésirables fréquents et leur intensité une fois la procédure terminée. Ceux-ci peuvent inclure des irritations cutanées, nausées, maux de tête, des sensations de brûlure, vertiges, picotements ou autres désagréments.
    2. Expliquer au patient que les effets secondaires possibles sont généralement d’intensité légère ou modérée et généralement temporaire.
    3. Après STD, consulter les patients afin de suivre une thérapie robotique.
      Remarque : Dans les sections suivantes du présent protocole, nous allons décrire l’utilisation de la version commerciale du MIT-Manus et T-WREX.

2. robotique thérapie avec MIT-Manus

  1. De positionnement
    Remarque : Ce robot est un robot interactif pour la réhabilitation du membre supérieur. La version utilisée dans notre étude permet la formation du mouvement de poignet dans le plan horizontal (plane).
    1. Assurez-vous que le sujet est assis dans un fauteuil confortable et ergonomique, sécurisée par une ceinture de sécurité quatre points et face à l’écran vidéo.
    2. Veillez à ce qu’un thérapeute formé supervise la formation robotique.
    3. Placer la main qui sera soumis à la formation dans la poignée de la poignée de la robotique. Ajustez les deux sangles autour du bras du sujet. Régler le support à l’arrière du bras afin qu’elle reste stable au cours de la formation.
    4. Placez le membre supérieur parétique comme il est indiqué : épaule en flexion de 30°, flexion du coude 90°, avant-bras en position milieu-couchée, poignet en position neutre.
    5. Au cours du fonctionnement de la machine, assurez-vous que le mouvement des articulations de l’épaule et coude gamme est limité à environ 45°. Assurez-vous que le bras est immobilisé, et le poignet a la liberté de mouvement. Mouvement est possible dans le plan horizontal (dans toutes les directions).
  2. Formation
    1. Le nombre de mouvements dans une session de formation robotique est variable ; Toutefois, il est fréquent d’effectuer environ 320 répétitions dans toutes les directions possibles d’un avion dans un même plan.
    2. L’écran vidéo montre les repères des tâches que le sujet doit effectuer et donne une rétroaction constante de la position du bras.
    3. Logiciel du robot a plusieurs jeux d’exercices thérapeutiques pour la formation automobile. La rétroaction visuelle consiste généralement en une boule jaune que le patient doit sauter entre les cibles. Il existe d’autres scénarios de formation.
    4. Le robot n’aidera seulement le patient si nécessaire ; par exemple, si le sujet ne peut pas réaliser le mouvement prévu dans les 2 s, la machine aideront à remplir son mouvement. Si le sujet n’a pas assez de coordination moteur pour effectuer le mouvement prévu, le robot va guider le bras du sujet pour effectuer le mouvement approprié.

3. la formation avec bras de MIT-Manus

Remarque : Ce bras robotisé permet de formation du coude flexion et extension, épaule protraction et rétraction et rotation interne et externe d’épaule sur un plan horizontal.

  1. De positionnement
    1. Pour le bras de MIT-MANUS, assurez-vous que le sujet est assis confortablement. Ajuster les ceintures de sécurité en conséquence. Position du patient à droite ou à gauche du bras sur le robot et régler les deux sangles.
    2. Ajustez la hauteur du robot si nécessaire. Ajustez la hauteur de la table si nécessaire.
    3. S’il y a une gêne ou une douleur, appuyez sur le bouton d’arrêt d’urgence pour éteindre le robot immédiatement.
  2. Formation
    1. Calibrer la machine en posant la question de bouger ses bras le long des lignes.
    2. Le robot n’aidera seulement le patient si nécessaire. Par exemple, si le sujet ne peut pas réaliser le mouvement prévu dans les 2 s, la machine aideront à remplir son mouvement. Si le sujet n’a pas assez de coordination moteur pour effectuer le mouvement prévu, le robot va guider le bras du sujet pour effectuer le mouvement approprié.
      Remarque : Le logiciel du robot a plusieurs jeux d’exercices thérapeutiques pour la formation automobile. La rétroaction visuelle consiste généralement en une boule jaune que le patient doit sauter entre les cibles. Il existe d’autres scénarios de formation.

4. formation avec T-WREX

  1. De positionnement
    Remarque : Le T-WREX se compose d’un exosquelette qui tient le bras du sujet et permet la libre circulation de l’épaule, coude et poignets dans un cadre tridimensionnel.
    1. Veiller à ce que le sujet est assis dans un fauteuil confortable et ergonomique, face à l’écran vidéo, ce qui fournit une rétroaction visuelle et auditive dans un environnement de réalité virtuelle, aider le patient à atteindre son objectif.
    2. Placer le patient assis devant le module principal du robot. La télécommande fournie permet d’ajuster la hauteur de l’exosquelette en conséquence. Ajuster le bras du robot exosquelette le côté correspondant du membre du patient qui est formé (gauche ou droite).
    3. Laisser environ 4 doigts de hauteur au-dessus de l’épaule.
    4. Ajuster membre du patient dans l’exosquelette, ajuster les sangles sur le bras et l’avant-bras.
    5. Ajuster la longueur du bras de l’exosquelette et l’avant-bras en conséquence, ainsi que la compensation de poids (gravité) nécessaire pour le bras (A à I) et l’avant-bras (A à E). Il se compose d’une échelle linéaire de soutien de gravité, où A n’a aucune prise en charge de la gravité.
    6. Entrée de ces mesures à l’ordinateur.
    7. Avant de commencer la formation, ajuster et calibrer la plage de mouvement de robot, selon les capacités du patient.
    8. Pour tester la gamme étalonnée de motion, demander au patient de remuer le cube dans toutes les directions de l’écran.
  2. Formation
    1. Lors de chaque séance, que l’individu effectue environ 72 répétitions du mouvement vers des objectifs fonctionnels différents (généralement une séance d’entraînement T-WREX dure environ 60 min).
    2. Entre chaque mouvement, laisser un intervalle de 10 secondes éviter la fatigue. Les 72 répétitions sont divisées en 3 blocs de 24 mouvements de chacun. Laissez un intervalle de 5 min entre chaque bloc de 24 mouvements.

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Representative Results

La stimulation cérébrale non invasive avec tDCS a récemment suscité un intérêt en raison de ses effets potentiels de la neuroplastiques, l’équipement relativement peu coûteux, facilité d’utilisation et quelques effets secondaires22. Des études ont montré que neuromodulation par tDCS a la possibilité de moduler l’excitabilité corticale et plasticité, favorisant ainsi l’amélioration des performances moteur par l’intermédiaire de la plasticité synaptique par la stimulation du cortex moteur primaire4. Stimulation anodique augmente l’excitabilité corticale en facilitant la dépolarisation des neurones dans la zone du cortex moteur primaire, alors que la stimulation cathodique hyperpolarise le potentiel membranaire de repos et réduit les tirs neuronales, ce qui réduit inhibitions interhémisphériques dans le cortex moteur primaire CONTRALESIONNELS. Double STD combine ces deux montages en facilitant l’activité dans la région d’ipsilesional et inhibant la CONTRALESIONNELS hémisphère12,23.

Des études antérieures ont signalé des effets électrophysiologiques de tDCS une durée maximum de 90 min et dure jusqu'à 30 min, après un seul 20 min STD session (Figure 4)24,32effets sur le comportements. La preuve est encore controversée, car ces résultats positifs ne concordent pas. Lindenberg et al. 25 trouvé amélioration moteur fonctionnelle après stimulation de bihemispheric qui a survécu à la période d’intervention (Figure 5), et une méta-analyse publiée en 2012 a suggéré que l’utilisation de non invasif brain stimulation comme TMS et TMS répétitives ont été associées aux améliorations dans la récupération automobile, tous les deux individuellement et quand par rapport à un placebo stimulation2. Un essai expérimental de Fusco et al. 26 ne trouvé aucune amélioration fonctionnelle pour tDCS cathodiques dans les premières phases de l’accident vasculaire cérébral ; Cependant, Fregni et al. 13 constaté que tous les deux isolement cathodiques ou stimulation anodique (mais pas sham) fonction motrice considérablement améliorée. Ces conclusions controversées sont probablement en raison de l’hétérogénéité des caractéristiques du patient (c.-à-d., aiguë ou chronique AVC, doux vs sévère handicap moteur) et des caractéristiques de stimulation (c'est-à-dire, nombre de séances de TDC, la durée de la session, anodiques et cathodiques vs double stimulation).

Les éléments de preuve pour la thérapie de robotique en réadaptation est plus important, ce qui démontre des réductions supplémentaires clair de déficience moteur27. Toutefois, en raison du grand nombre de fabricants et de plusieurs types de dispositifs robotiques, chaque machine a limites, qualités et propriétés uniques. L’American Heart Association suggère que la thérapie assistée par robot pour membres supérieurs a atteint classe I niveau de preuve pour l’AVC en consultation externe et de la classe IIa en milieu hospitalier paramètres1. Un examen de 19 essais et 666 patients a montré que les sujets ayant reçu une formation assistée par robot bras après accident vasculaire cérébral étaient plus susceptibles de montrer des améliorations dans les activités quotidiennes et bras parétique fonction6. Un essai à simple insu a trouvé que les enfants atteints de paralysie cérébrale améliorée sensiblement en mesures de dextérité manuelle par rapport au contrôle groupe28, tandis que Timmermans et al. 29 trouvés qu’AVC chronique ont montré des améliorations significatives dans la formation de bras centrés sur la tâche qui a été maintenue pendant 6 mois après l’intervention. En outre, un essai contrôlé randomisé multicentrique trouvé qu’AVC chronique modéré à sévère déficience supérieurs ont montré des améliorations significatives, mais modestes dans les bras de mesures de fonction, mouvement et qualité de vie après robotique formation au cours de la période d’étude de 36 semaines par rapport à la norme de soins mais pas intensif de physiothérapie patients (Figure 6)5.

Tandis que l’essai de réadaptation neurologique avec STD ou thérapie robotique a été effectué, peu ont été réalisées en combinant ces thérapies. Hesse et al. 16 réalisé une étude pilote préliminaire et a conclu qu’anodiques STD vers l’hémisphère touché combinée à une formation assistée par robot bras ne causé aucune amélioration significative dans la fonction motrice chez des patients AVC subaiguë. Une autre étude par Ochi et al. 19 a montré que fois anodiques STD vers l’hémisphère touché et stimulation cathodique à l’hémisphère n’obtenait une amélioration moteur d’ampleur limitée mais similaires. Enfin, Edwards et al. 18 a conclu que des améliorations dans l’excitabilité corticale et réduite inhibition corticale dans les groupes actifs de STD et de robot a entraîné des gains plus importants sur la fonction motrice.

Des recherches récentes suggèrent que la séquence de stimulation est importante pour l’amélioration de la fonction. Giacobbe et al. 15 évalué la dimension de timing dans la thérapie combinée de robotique avec STD pour la réhabilitation du poignet chez des patients AVC chronique et trouvé que vitesse de mouvement de poignet et de la douceur (> 15 %) ont été améliorés lors de la livraison avant une session de 20 min de TDC robotique de formation mais ne pas lorsque livré pendant ou après la formation (Figure 7). Ces résultats contrastent avec d’autres études qui conclut que simultanée d’ergothérapie et tDCS permet de significatives améliorations moteur31. Enfin, Nair et al. 31 a trouvé que l’utilisation simultanée tDCS cathodiques et ergothérapie provoqué des changements beaucoup plus élevé de reprise moteur par rapport au traitement avec stimulation de sham (Figure 8).

Figure 1
Figure 1 : Matériaux pour STD. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Position vertex. Aires corticales sont marqués selon le système de 10/20. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : Position du cortex moteur. Aires corticales sont marqués selon le système de 10/20. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : Effets électrophysiologiques d’une session unique STD. Après une séance de tDCS unique de 20 min, effets électrophysiologiques peuvent dernière vers le haut à 90 min et comportementales des effets jusqu'à 30 min après stimulation. Tiré à part Nitsche et coll.. 32, avec la permission de Springer Nature. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : Changements dans les résultats primaires et secondaires au cours de la période d’étude de 36 semaines par rapport à la ligne de base. Lo et al. après une formation de robot, 5 ont observé des améliorations significatives, mais modestes en fonction de bras, mouvements et qualité de vie. Ce chiffre est reproduit avec la permission du Massachusetts Medical Society5. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : Changements dans les scores de handicap moteur et indice de latéralité IRMf. Lindenberg et al. 25 trouvé des changements fonctionnels dans les scores de handicap moteur et amélioration de la fonction des membres touchés après bihemispheric STD. Tiré à Lindenberg et al. avec la permission de Lippincott Williams & Wilkins25. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : Effet du type d’intervention sur la cinématique de la performance motrice. Giacobbe et al. 15 trouvé que tDCS livrés avant thérapie robotique améliorée mouvements du poignet et de la douceur. Tiré à part Giacobbe et al. 15 avec la permission de IOS Press. La publication en s’adressant à IOS Press 10.3233/NRE-130927 s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 8
Figure 8 : Effet de tDCS cathodiques plus ergothérapie31 . TDCS simultanée et ergothérapie ont significativement plus élevée (*) modifications d’amélioration moteur. Tiré à part deNair et al. 31 avec la permission de IOS Press. La publication en s’adressant à IOS Press 10.3233/RNN-2011-0612 s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

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Discussion

Dans le présent protocole, les auteurs décrivent un protocole de traitement standard pour stimulation combinée tDCS associés et robotique thérapie, utilisé comme un complément aux programmes de réadaptation conventionnelle chez les patients ayant une déficience de bras. Objectif du protocole est d’améliorer la mobilité et la fonction motrice. Il est important d’observer la montée en puissance-sur et montée en puissance d’envoi de la machine STD pour éviter tout risque d’effets indésirables. TDC est une technique sûre avec peu d’effets secondaires décrits dans la littérature2.

Le protocole peut être modifié de manière mineure. Les rapports précédents dans la littérature décrivent tDCS appliquées avant, pendant ou après l’entraînement moteur (que ce soit avec des robots ou aide humaine). Dans notre protocole, nous avons décrit une séance de 20 min de tDCS suivie immédiatement de la thérapie de la robotique. Certaines études ont montré les meilleurs résultats pour tDCS simultanée et de la formation robotique.

Après un accident vasculaire cérébral, basé sur le modèle de concurrence interhémisphérique, déficits moteurs sont suggérés pour être en partie dû à réduit la production du cortex moteur primaire (M1) de l’hémisphère endommagé et à accroître leur influence inhibitrice de la CONTRALESIONNELS M1 hémisphère. Dans ce protocole, nous avons opté pour la stimulation anodique de l’autoroute M1 lésionnelle et décrit la possibilité de stimulation de le bihemispheric. Anodique tDCS stimulation pour augmenter excitabilité corticale de la M1 endommagés, stimulation cathodique baisse excitabilité corticale dans le M1 intact ; Cependant, double application du TDC cibleraient ces deux domaines simultanément. Autres protocoles optent également pour une stimulation bihemispheric, tel que certaines études ont rapporté plus de la fonction motrice des gains18,25.

Des études antérieures ont évaluées monodose ou quelques sessions de STD de réadaptation neurologique, avec séquelles à court terme une durée maximum de 90 min après une séance de stimulation de 20-30 min. Des séances répétées peuvent avoir une plus grande durée et l’ampleur des effets en induisant une manipulation plus importante dans l’efficacité synaptique et une plus grande amplitude des effets, comme la rééducation des troubles du mouvement est habituellement un long processus. Il y a un consensus, cependant, que pour une durée des améliorations moteurs, tDCS préférentiellement doit être exécutée qu’en conjonction avec la formation de30.

La thérapie robotique associée à la stimulation cérébrale non invasive est toujours pas encore largement accessible, en raison de coûts élevés de traitement robotisé. La plupart des robots, cependant, sont toujours prohibitif pour de nombreux services de réadaptation, une utilisation limitée. Le coût de la technologie robotique peut diminuer à l’avenir plutôt que le coût du travail humain et de la rentabilité comme un avantage de la thérapie robotique est possible7. Ce protocole est intéressant parce que la réadaptation physique avec les thérapies robotiques a montré très prometteur en étant un complément aux traitements conventionnels, permettant aux malades hospitalisés et ambulatoires pour effectuer plusieurs tâches répétitives avec des intensités plus élevées et pour périodes plus longues, ayant pour résultat un programme de réadaptation optimale. D’autres avantages incluent une rétroaction instantanée et mesures objectives de la cinématique et la dynamique de la performance de mouvement qui est possible après chaque séance d’entraînement, en aidant à maintenir la motivation de patient pour une participation active.

La combinaison de CDV et rééducation assistée par des robots peut augmenter les effets de chaque intervention utilisé seul, ce qui entraîne des gains supplémentaires de moteur pour les patients. La combinaison de robot-formation activités sensorimotrices périphériques qui fournissent de la rétroaction sensorielle accrue au cortex ainsi que la modulation de l’excitabilité corticale en raison de la TDC peut entraîner un résultat plus positif, en raison de la plasticité synaptique. La preuve que cette approche combinatoire est prometteuse, bien qu’encore limitées et non concluantes, comparativement aux thérapies lorsqu’ils sont appliqués individuellement. D’autres études sont nécessaires pour approfondir la synergie et des effets supplémentaires possibles de la thérapie combinée, tels que le nombre optimal de séances et le calendrier de chaque thérapie et si tDCS doit être appliqué avant, pendant ou après la remise en état activités aux effet résultats fonctionnels.

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Disclosures

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun intérêt financier concurrentes.

Acknowledgments

Les auteurs aimeraient remercier le laboratoire Spaulding de Neuromodulation et Instituto de Reabilitação Lucy Montoro pour leur généreux soutien à ce projet.

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

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