Diese Studie wurde teilweise durch NIH Zuschüsse (; NIH / NICHD / NCMRR R24 HD050821-08 im Unterauftrag mit Rehabilitation Institute of Chicago NIH / NINDS R01NS060774) unterstützt. Der Autor dankt Craig DiTommaso, MD für seine Bearbeitung und Anregungen.

Die folgende BreEStim Protokoll könnte sowohl für Finger Flexorspastizität und neuropathischen Schmerz-Management eingesetzt werden. Der Hauptunterschied liegt in der Oberfläche Platzierung der Elektroden und Anpassung der Stimulationsintensität. Diese Unterschiede werden detailliert für jede Anwendung erläutert. Ein. Betreff Vorbereitung und Einrichtung <ol><li> Sitz das Thema bequem. Legen Sie die Arme und Hände bequem auf dem Behandlungstisch. </li><li> Identifizieren und zu lokalisieren den Bereich von Interesse für Oberflächen-Platzierung der Elektroden. <ol><li> Für Spastizität, tasten den Muskelbauch des Fingers Strecker und bestätigen Sie mit elektrischer Stimulation. </li><li> Zur Schmerztherapie, Finden Akupunkturpunkte Neiguan und Weiguan am Unterarm 24 ipsilateral zu der Seite von Interesse, z. B. Amputation 17 oder auf der Seite mit mehreren Symptomen, zB SCI. Pe wird etwa 3-Fingerbreite über der Handgelenksfalte auf die volare Seite einer befindetd in der Mitte zwischen medialen und lateralen Platten des Unterarms (dh distale 1/6 des Unterarms) 24 (Abb. 3). Weiguan ist das Gegenstück Neiguan, in der dorsalen Seite des Unterarms 24 angeordnet. </li></ol></li><li> Trimmen jedes selbstklebende Elektrode um eine 2cm x 2cm Quadrat zu fokalen und isolierte elektrische Stimulation bereitzustellen. <ol><li> Für Spastizität, legen die Kathode über den Finger extensor Muskelbauch (Abbildung 4). Befestigen der Anode auf eine Seite 1 ~ 2 cm distal der Kathode. Optimierung der Standorte für die Anode und Kathode, wenn die größte Hervorrufen und isolierte Fingerextension Reaktion mit einer minimalen Antwort Handgelenk. </li><li> Für die Schmerztherapie, legen Sie die Kathodenelektrode auf Neiguan und die Anodenelektrode auf Weiguan. </li></ol></li><li> Schließen Oberflächenelektroden der elektrischen Stimulator (Digitimer DS7A, UK, <a href="http://www.digitimer.com" target="_blank">www.digitimer.com</a> ). </li><li> Zeigen und sichere Gesichtsmaske. Wählen Sie die Größe der Gesichtsmaske sorgfältig individuellen Gesicht passen Luftverlust zu verhindern und den Tragekomfort der Maske (Abbildung 5) stellen. </li><li> Schließen Gesichtsmaske zu einem Pneumotach System (Serie 1110A, Hans Rodolph Inc; Kansas City, Missouri; <a href="http://www.rudolphkc.com" target="_blank">http://www.rudolphkc.com</a> ). </li></ol> 2. Instruktion über die Freiwillige Breathing Freiwillige Atmung, insbesondere freiwillige Einatmen, spielt eine entscheidende Rolle in dieser Intervention. Freiwillige Einatmen wird als aufwendige tief und schnell Einatmen definiert. Weisen Sie das Thema, um eine einzelne isolierte tiefen Atemzug, ähnlich Routine tiefe Atemzüge, sondern auch schneller und stärker zu nehmen. Es besteht keine Notwendigkeit zur freiwilligen Ausatmung vorhergehenden gezwungen Inhalation in einem Atemzyklus durchzuführen. Lassen Sie das Thema auf 8 ~ 10 Praxis Studien müssen die Anweisungen zu verstehen. 3. Elektrische Stimulation Settings <ol><li> Legen Sie eine einzelne elektrische Impulse als einzelner Rechteckimpuls mit 0,1 ms Dauer. Die Intensität der elektrischen Stimulation ist für verschiedene Anwendungen. Da eine einzelne elektrische Stimulus jedesmal geliefert wird, gibt es keine Notwendigkeit, Frequenzparameter eingestellt. </li><li> Für Spastik Geschäftsführung, bestimmt die Intensität der elektrischen Stimulation, wenn 1) isolierte Fingerstreckung Reaktionen mit minimaler Beteiligung des Handgelenkes Antworten werden ausgelöst, 2) das höchste Niveau, dass das Thema ertragen konnte. Die absolute Größe der Stimulationsintensität könnte für verschiedene Themen. Ermutigen Sie die höchste Intensität, dass das Thema ertragen konnte, um das beste Ergebnis zu erzielen. </li><li> Für Schmerzen, dass sich das Motiv inkrementelle Änderungen der Stimulationsintensität bestimmen. Der Ausgangspunkt Intensität null. Die höchste Stufe ist die maximale Ausgangsleistung des Stimulators oder die Höhe der Gegenstand ertragen konnte. Allerdings explizit anweisen, die subject, dass Beschwerden oder Schmerzhaftigkeit, auch &quot;Scheu&quot; der elektrischen Stimulation ist Teil der Behandlung, daher ermutigen, das Thema auf höchstem Niveau, dass das Thema ertragen konnte wählen. </li></ol> 4. Regelung elektrischer Stimulation <ol><li> Schreiben Sie eine maßgeschneiderte LabView (National Instruments, Austin, TX)-Programm zur Lieferung von elektrischer Stimulation auf zwei Arten steuern: BreEStim und schätz. </li><li> Atemzugkontrollierte elektrische Stimulation (BreEStim) (Abbildung 6): <ol><li> Die höchste erreichbare Luftstromrate während einer willkürlichen Inhalation, dh während des tiefsten und schnelle Inhalation. </li><li> Bestimmen Sie die Schwelle der 40% peak Luftdurchsatz ist. Zu beachten ist, stellen Sie die Schwelle höher als die Luftmenge während der normalen Atmung tiefer und schneller freiwillige Förderung Atmung. </li><li> Dann stellen Sie die Trigger-Funktion. Wenn der momentane Luftmenge eines isolierten freiwillige Einatmen erreicht oder jenseits der Schwelle, the LabView Programm löst und liefert eine einzelne elektrische Impulse mit vorgegebenen Dauer und Intensität 16. Lassen Sie das Thema auf Antrag ruhen. </li></ol></li><li> Zufällig ausgelöst elektrische Stimulation (schätz): <ol><li> Lassen Sie die Person in der Regel atmen, ohne spezifische Anweisungen auf die Atmung. </li><li> Das LabView-Programm zufällig liefert eine einzelne elektrische Impulse mit vorgegebenen Dauer und Intensität alle 4 bis 7 sec. Ebenso können das Thema auf Antrag ruhen. </li></ol></li></ol> 5. Dosis von BreEStim Es wird empfohlen, dass jede Sitzung der Behandlung von 100 bis 120 BreEStim Reize hat. Es dauert ca. 30-40 min. 6. Aufzeichnung und Überwachung <ol><li> Stellen Sie sicher, dass sich keine Luft Leckage aus der Gesichtsmaske, da freiwillige Einatmen spielt eine wichtige Rolle in diesem Protokoll. </li><li> Überwachen Zeichen einer Hypoxie und Hyperventilation, wenn das Motiv trägt Gesichtsmaske. Algeringe Rest an der Testperson Anfrage für diesen Zweck. </li><li> Notieren Sie jede Nebenwirkung, Toleranz freiwillige Atmung über eine Gesichtsmaske und alle psycho-sozialen Auswirkungen. </li><li> Für die Schmerztherapie, notieren eine Verringerung der Schmerzen, dh visuellen Analogskala Scores (VAS) 57 und die Dauer des Effekts. Verwenden Sie die geänderten VAS (MVAS) zur weiteren Quantifizierung der Wirkung von Schmerzreduktion, dh wie viel Schmerz reduziert wird und wie lange es dauert (Reduktion × Stunden). Darüber hinaus den mittleren Intensität für jede Sitzung, da die Intensität der elektrischen Stimulation variiert während jeder Sitzung Behandlung. </li><li> Für Spastizität, notieren Sie die Modified Ashworth Scale (MAS) Wert des Ziels Muskel-und anderen klinischen Messungen, einschließlich Stärke, Gefühl und Beweglichkeit. </li></ol>

Verfahren und Vorrichtung zum Atmen-gesteuerte elektrische Simulation für Skelettmuskeln (Erfinder: SL, Patentanmeldungen, Aktenzeichen 12146176).

Atemzugkontrollierte elektrische Stimulation (BreEStim), wie in den obigen beiden Fällen gezeigt, hat klinische Wirksamkeit bei Spastizität und anschließende Handfunktion Erholung chronischen Schlaganfallpatienten 16, sowie die Verwaltung von neuropathischen Schmerzen zentralen Ursprungs nachgewiesen in der obigen Patient mit eine Verletzung des Rückenmarks oder der peripheren Ursprungs bei einem Patienten mit above-the-Amputation 17. Diese verbesserte klinische Ergebnisse und eine breitere klinische Anwendung der BreEStim sind seine einzigartigen Ansatz zugeschrieben. Intervention mit elektrischer Stimulation an der kurzen Fenster freiwillige Atmung-assoziierten kortikalen und subkortikalen Aktivierung 40-51 Zielgruppen könnten ihre klinische Wirksamkeit über das intrinsische physiologische Kopplung, zB der Atemwege-Motor Kupplung für Spastizität 16 erweitern. In dieser Intervention wird freiwillige Atmung kritischen, insbesondere freiwillige Inspiration. Bildung für Patienten<html> zur richtigen Atemtechnik und genaue Messung der Atmung Parameter (z. B. keine Leckage) sind Maßnahmen zum Ausfall des BreEStim Intervention zu verhindern. Die neue Intervention Protokoll - BreEStim, hat ein paar Vorteile, zusätzlich zu einer besseren Wirksamkeit und breitere Anwendungen. BreEStim ist Patient im Mittelpunkt steht. BreEStim fördert das aktive Engagement der Patienten, da freiwillige Atmung 17 erforderlich ist. Patienten fühlen sie aktiv bei der Bewältigung ihrer Schmerzen zu beteiligen, anstatt &quot;passiver Teilnehmer in ihre eigene Versorgung&quot;. Beispielsweise steuert der Patient die Intensität der elektrischen Stimulation, beginnend bei null auf den höchsten Stand, dass der Patient 17 zu tolerieren. Dies kann zu verbessern ihre Behandlung Compliance. EMG-getriggerte estim gehört auch die aktive Teilnahme 36, aber der Patient kann nicht die Intensität der elektrischen Stimulation. ntent &quot;&gt; BreEStim nimmt eine integrative, System-Ansatz. Wie in einer früheren Studie 17 gezeigt, verschiedene Schmerzen Bewältigungsstrategien sind in einem Protokoll, einschließlich elektrische Stimulation, Akupunktur, aversive Stimulation, und die systemischen Wirkungen der freiwilligen Atmung integriert. Als solche Patienten sind in der Lage hohe elektrische Stimulation tolerieren, was zu einer verbesserten analgetische Wirkung. Eine solche positive Rückkopplungsschleife (Aktivierung des Belohnungssystems) führt zu einer größeren klinischen Wirksamkeit. Mit diesem integrativen, System-Ansatz, bestimmte Signale der freiwilligen Atmung könnte auch verwendet werden, um die Zeitfenster von Wechselwirkungen zwischen Systemen zu identifizieren. Als solches könnte BreEStim bei Patienten mit schwerer Spastik aufgebracht werden. Diese Patienten sind meist nicht in der Lage, freiwillige Kontraktion durchzuführen, also &quot;sauber&quot; EMG-Signale der Kennmuskulatur nicht zur Verfügung. In EMG-getriggerte Elektrostimulation, EMG-Signale von den gezielten Muskeln (&lt;em&gt; zB Finger Strecker) sind erforderlich, um elektrische Stimulation auslösen. Daher ist die Anwendung von EMG-getriggerte estim Patienten mit milder bis moderater Spastik begrenzt. BreEStim ist eine nicht-invasive, nicht-medikamentöse Behandlung. Dies ist kritisch, weil die Patienten oft eine langfristige Verwendung von Medikamenten erfordern, und die meisten Medikamente zur Behandlung chronischer Schmerzen und Spastik Nebenwirkungen haben kann manchmal sehr streng. Die möglichen Nebenwirkungen sind Sucht, Überdosis, Entzugserscheinungen und Verstopfung, etc. Diese potentiellen Nebenwirkungen in der BreEStim Behandlung vermieden werden könnten. BreEStim ist eine Alternative. Die Alternative nicht-pharmakologische Behandlung mit besseren analgetische Wirkung ist wichtig, vor allem wenn neuropathischen Schmerzen ist schwierig zu verwalten. Zum Beispiel berichteten nur 7% der Responder pharmakologische Behandlung von neuropathischen Schmerzen wirksam nach SCI in einer schriftlichen Befragung 58. Zusammenfassend wird das Atmen angetriebenen Stimulation BreEStim, auf der neu entdeckten Phänomen der physiologischen intrinsischen Kopplung während einer willkürlichen Atmung aktiviert basiert. Die BreEStim Protokoll klinische Wirksamkeit bei neuropathischen Schmerzen und post-Spastik-Management demonstriert. Weitere Forschung ist gewährleistet, dass Mechanismen, die die Intervention Wirkung vermitteln zu untersuchen. Wichtig ist, kann es andere Anwendungen, die bisher noch nicht erkannt sein.

Elektrische Stimulation (estim) bezieht sich auf die Anwendung von elektrischem Strom an Muskeln oder Nerven, um funktionelle und therapeutische Ziele zu erreichen. Es wurde ausgiebig in verschiedenen klinischen Situationen, zB transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS) zur Schmerzlinderung eingesetzt management 1, peroneal Nervenstimulation für Fuß drop 2, neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES) für die Aktivierung und Stärkung der gelähmten oder geschwächten Muskeln 3. Wenn NMES verwendet wird, um eine funktionale Aufgabe zu erreichen, wird bezeichnet funktionellen Elektrostimulation (FES) 4. Elektromyogramm (EMG)-neuromuskuläre Stimulation ausgelöst wurde verwendet, um die Wirksamkeit der elektrischen Stimulation im motorischen Wiederherstellung 5-14 und Spastizität Reduktion ergänzen nach Schlaganfall 7, 15. In diesem Beitrag wird ein neues estim Protokoll - wird Breathing-gesteuerten elektrischen Stimulation (BreEStim), eingeführt, nach jüngsten Forschungsergebnissen zu den systemischc Wirkung von freiwilligen Atmung 16, 17. Transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS) ist eine nicht-pharmakologische Modalität für Schmerztherapie 1. TENS ist nicht invasiv, kostengünstig, sicher und einfach zu 18 zu verwenden. TENS wird in der Regel bei unterschiedlichen Frequenzen, Intensitäten und Pulsdauern von Stimuli für eine vorgeschriebene Behandlung angewendet. TENS hat zu einer Vielzahl von Schmerzzuständen angewandt worden, einschließlich neuropathischem Schmerz. Die klinische Wirksamkeit von TENS ist umstritten, vor allem in einer Rückenmarksverletzung (SCI) und Amputation (siehe Bewertungen 1, 19, 20). Die möglichen Mechanismen sind die Torsteuerung Theorie 21 und die Freisetzung von endogenen Opioiden 22, 23. Akupunktur aus der Traditionellen Chinesischen Medizin ist ein weiterer nicht-pharmakologische Modalitäten für die Schmerztherapie. Es wurde auch in der westlichen Medizin 24 akzeptiert. In der modernen Akupunktur, hat die traditionelle Akupunktur-Nadel durch eine Fläche ele ersetzt wordenctrode (oder gleichwertig). Eine spezielle Elektrode Ort gegenüber traditionellen Akupunkturpunkte und eine elektrische Stimulation geliefert wird. Diese Modifikation wurde genannt Elektroakupunktur 25, 26. Akupunktur und Elektroakupunktur sind beide wirksam Analgesie über die Freisetzung von endogenen Opioiden 27, 28. Die Wirkung der Elektroakupunktur ist normalerweise zuverlässig, aber die Wirkung ist abhängig von der Intensität und Frequenz der gelieferten elektrischen Stimulation. Unterschiedliche Frequenzen der elektrischen Stimulation zu erzeugen unterschiedlichen endogenen Opioide und die analgetische Wirkung ist Naloxon-reversible 26, 27. Vor kurzem hat sich herausgestellt, dass sich wiederholende schmerzhafte Stimulation (Scheu) zu erheblichen Schmerzen Dämpfung führt. Die induzierte Schmerzen Dämpfung nicht-reversible Naloxon 29. Die Integration dieser Schmerzen Bewältigungsstrategien (Akupunktur, elektrische Stimulation, Scheu) in eine mögliche neue Intervention verbessern könnten ihre klinische Wirksamkeit. 5-10, 12-14, 34 zu erleichtern. Wiederherstellung der Handfunktion ist für Schlaganfall-Patienten wichtig, und doch ist sehr herausfordernd. Etwa ein Drittel aller Menschen, die einen Schlaganfall erleben müssen einige restliche Beeinträchtigung der oberen Extremität 30-32, mit großen Beeinträchtigungen in Handfunktion 33. Das EMG-triggered NMES Eingreifen Protokoll beinhaltet die Einleitung einer freiwilligen Kontraktion Streckmuskeln für eine bestimmte Bewegung, bis die Muskelaktivität einen Schwellenwert erreicht. Sobald der EMG-Aktivität einen Zielschwellenwert erreicht hat, beginnt eine Assistenzvorrichtung elektrischen Stimulus, um die Bewegungen zu erleichtern. Diese Intervention Protokoll überlegen regelmäßigen NMES in motorische Erholung 6, 7. Chae und Yu 35 angegeben, dass alle randomisierten kontrollierten Studien Verbesserung der motorischen Funktion mit dieser Intervention gemeldetProtokoll, mit leichter bis mäßig beeinträchtigt Patienten die Verbesserung der meisten. Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Intervention ausnutzt aktive Engagement der Patienten (durch Festlegung der Zielvorgabe EMG-Schwelle) und dies führt zu messbaren Veränderungen im Recovery sowie dokumentierten Veränderungen in der Hirnrinde 6, 7. Dies wird durch eine aktuelle funktionelle MRI-Untersuchung, die eine deutliche Erhöhung der Intensität in dem kortikalen ipsilateralen somatosensorische Hirnrinde nach Behandlung im NMES Gruppe zeigte, wie bei der Kontrollgruppe verglichen 36 unterstützt. Darüber hinaus kann eine elektrische Stimulation auch dazu beitragen, Spastik nach Schlaganfall 7, 15 zu reduzieren, aber die Wirkung ist von kurzer Dauer, ca. 30 min nach estim 37. Im Gegensatz dazu hat unsere jüngste Erfindung des Atem-gesteuerten elektrischen Stimulation (BreEStim) eine lang anhaltende Wirkung auf die Spastik Minderung, auch nach einer einzigen Sitzung der Behandlung 16. Menschliche Atmung ist eine sehr einzigartige motorische Handlung. Eskann reflexartig gesteuert werden (automatische Atmung), z. B. während des Schlafes, und auch freiwillig bei Bedarf (freiwillige Atmung), zB Gesang, Sprache, etc. Während freiwillige Atmung, braucht der Mensch sich freiwillig zu unterdrücken autonome Steuerung der Atmung durch freiwillige kortikale Aktivierung ( die &quot;kortikale Atemzentrum&quot;) 38, 39. Bildgebenden Studien 40-51 haben umfangreiche Atemwege im Zusammenhang mit Beteiligung der kortikalen Arealen bilateral, einschließlich des primären motorischen Kortex (M1), der prämotorischen Kortex, der zusätzlichen motorischen Bereich, der primären und sekundären somatosensorischen Kortex, der Insula, dem anterioren Cingulum gezeigt und Amygdala und der dorsolateralen präfrontalen Kortex. Die Isolierung ist bekannt, dass starke Verbindungen haben zu Zentren des Hirnstamms und in Schmerzverarbeitung 52 beteiligt. Während autonome Atmung, ist Inspiration aktiv, während Ablauf ist passiv, vor allem unter Berufung auf Rückstoßkraft der Brustwand. Ebenso willentlichenInspiration aktiviert mehr Atemwegserkrankungen im Zusammenhang mit kortikalen und subkortikalen Bereichen, wenn sie gewollt Ablauf 46 verglichen. Diese kortikalen und subkortikalen Gebieten während freiwillige Atmung aktiviert sind auch in verschiedenen Funktionen 53, wie Muskeltonus, Schmerzen, Haltung, Stimmung, Sprache, etc. Daher beteiligt sind, ist es nicht unvernünftig zu Wechselwirkungen bei der Atmung mit der Modulation des anderen Funktionen zuzuordnen. Kürzlich haben wir entdeckt, dass es existieren Wechselwirkungen zwischen respiratorischen und motorische Systeme während einer willkürlichen Atmung. Konkret gibt es ein Finger-Verlängerung Inspiration Kupplung 16, 54-56. Wenn elektrische Stimulation auf die Finger Strecker während der inspiratorischen Phase der freiwilligen Atmung, eine lang anhaltende Wirkung der Reduzierung der Finger Flexorspastizität (Muskeltonus) in der chronischen Schlaganfall-Patienten beobachtet wird 16 geliefert. In einer anderen Studie 17, Schießen Phantomschmerzen bei einem Patienten mit einem above-the-knee Amputation verschwand nach dem BreEStim Behandlung, aber wieder erschienen 28 Tage später nach Erhalt einer nachhaltigen elektrische Stimulation versehentlich. Diese Fallstudie bietet eine einzigartige Gelegenheit, zu verstehen, dass die affektive Komponente der Schmerzreize von neuropathischen Schmerzen (Schießen Phantomschmerz) durch die BreEStim Behandlung verändert wurde, dann aber durch eine zufällige Stimulation erneut ausgelöst. Diese Beobachtungen von Ton und Schmerzreduktion haben gezeigt, dass freiwillige Atmung, Inspiration insbesondere in eine elektrische Stimulation Paradigmenwechsel, um seine Wirksamkeit bei neuropathischen Schmerzen und Post-Spastik-Management verbessern können integriert werden. Bei Präsentationen Fall 1: Nach dem Schlaganfall Spastik-Management Der Patient war ein 69 Jahre alter Mann, der rechtsseitige Hemiplegie sekundären zu einem Schlaganfall vor 22 Monaten hatten. Er war medizinisch stabil und hatte von der ambulanten physikalischen und Arbeits entlassen wordenpational Therapie-Programme. Keine bildgebenden Ergebnisse waren zum Zeitpunkt der Experimente zur Verfügung. Er hatte Schwäche auf der rechten Seite, konnte aber selbständig zu gehen ohne ein Hilfsmittel. Er hatte verbleibenden freiwilligen Finger Flexion und Extension, aber mit begrenztem aktive Bewegungsumfang zu seiner Rechten Grundgelenk (MCP) Gelenke, von 90 ° bis 70 ° von MCP Flexion, dh nicht in der Lage, ausreichend geöffnet seiner Hand und Fingern für die funktionale Nutzung. Muskeltonus seiner rechten Fingerbeuger wurde moderat erhöht. Modified Ashworth Scale (MAS) war 1 +. Sensation seiner rechten Hand und Fingern, war jedoch intakt leichten Berührung. Er erhielt etwa eine 30-min BreEStim den Finger Strecker. Sein Finger Flexorspastizität sank auf ein Minimum (MAS = 0) und freiwillige Fingerstreckung wurde fast normal unmittelbar nach der Behandlung. Dieser Patient wieder seine Hand Funktion als gut. Er berichtete, dass er Fleisch mit einem Messer und Knopf Shirts mit seinem eingeschränkter Hand geschnitten. More auffallend, behielt die Wiederfindungsrate mindestens 8 Wochen während des Follow-up-Besuche (Abbildung 1). Fall 2: Neuropathischer Schmerz-Management Der Patient war ein 40 Jahre alter Mann, der eine Verletzung des Rückenmarks erlitten 4,5 Jahren in einen Autounfall, was T8 ASIA A Verletzungen des Rückenmarks. Der Patient klagte über neuropathische Schmerzen bei der Verletzung Ebene, während er keine andere aktive medizinische Probleme hatte. Er war auf einen Schmerz Regime stabil für 2 Wochen vor der Behandlung. Er erhielt estim (eine Sitzung pro Tag an fünf aufeinander folgenden Tagen) erste, wartete 1 Woche als Auswaschen, und erhielt dann BreEStim mit der gleichen Dosis (eine Sitzung pro Tag an 5 aufeinander folgenden Tagen). Jede Behandlung Sitzung bestand aus 120 Stimuli (estim oder BreEStim). Oberflächen-Elektroden wurden auf Akupunkturpunkte (Neiguan und Weiguan) des rechten Unterarm gelegt. Geändert Visual Analogue Scale (MVAS) wurde verwendet, um die Auswirkungen der einzelnen Interventionen (estim und BreEStim) zu vergleichen. Als shown in 2 gezeigt, hatten BreEStim eine größere Wirkung als Schmerzreduktion estim, außer Tag 2 während BreEStim wenn der Patient hatte eine Harnwegsinfektion (UTI), die mit Antibiotika erfolgreich behandelt wurde. Die Intensität der elektrischen Stimulation war in beiden estim und BreEStim (Abbildung 2). Er duldete beide Eingriffe gut (maximale Leistung Intensität aus dem Stimulator verwendet wurde), auch während der UTI. Während der gesamten Versuchsdauer (4 Wochen), erhalten das Thema die gleiche Dosierung und Schmerzmittel. Beide BreEStim und estim Behandlungen zur gleichen Zeit des Tages (zwischen 11 Uhr bis Mittag) durchgeführt wurden, konnten, so dass Änderungen in den Schmerz Rating möglicherweise Stimulationswirkungen und nicht Tagesgang zugeschrieben werden.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenz / Material </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Elektrostimulatoren </td><td> Digitimer </td><td> DS7A </td><td> <a href="http://www.digitimer.com/" target="_blank">http://www.digitimer.com</a> </td></tr><tr><td> Pneumotach System </td><td> Hans Rodolph Inc </td><td> Serie 1110A </td><td> <a href="http://www.rudolphkc.com/" target="_blank">http://www.rudolphkc.com</a> </td></tr></tbody></table>

breathing-controlled electrical stimulation (breestim) for management of neuropathic pain and spasticity

Elektrische Stimulation (estim) bezieht sich auf die Anwendung von elektrischem Strom an Muskeln oder Nerven, um funktionelle und therapeutische Ziele zu erreichen. Es wurde ausführlich in verschiedenen klinischen Situationen verwendet. Basierend auf neue Entdeckungen in Bezug auf die systemische Wirkung von freiwilligen Atmung und intrinsische physiologischen Interaktionen zwischen Systemen während freiwilligen Atmung, ein neues Protokoll estim hat Atemzugkontrollierte elektrische Stimulation (BreEStim), entwickelt worden, um die Auswirkungen der elektrischen Stimulation zu erhöhen. In BreEStim wird ein Single-Pulse elektrischen Stimulus ausgelöst und an den Zielbereich, wenn der Luftdurchsatz eines isolierten freiwilligen Inspiration den Schwellenwert erreicht. BreEStim integriert intrinsischen physiologischen Wechselwirkungen, die während freiwillige Atmung aktiviert werden und hat gezeigt, ausgezeichnete klinische Wirksamkeit. Verwaltung des Nachkriegs-Takt finger flex: Zwei repräsentative Anwendungen BreEStim werden mit detaillierten Protokollen gemeldetoder Spastik und neuropathischer Schmerzen bei Verletzungen des Rückenmarks.

Breathing-gesteuerte elektrische Stimulation (BreEStim) hat ausgezeichnete klinische Wirksamkeit bei Behandlung von neuropathischen Schmerzen in Verletzungen des Rückenmarks und nach Schlaganfall Finger Flexorspastizität demonstriert. Spastik Reduktion nach BreEStim Behandlung hängt von der Schwere der Vorbehandlungsbedingungen. Wie in 1 gezeigt, wurde der Finger Flexorspastizität stark nach BreEStim Behandlung reduziert. Finger Flexorspastizität wurde von MAS 1 + auf Minimum (MAS = 0) reduziert. Der Patient ist in der Lage, seine Hand und Fingern für die funktionale Nutzung zu öffnen. Es ist wichtig anzumerken, dass andere Patienten möglicherweise nicht das gleiche Maß an Reduktion Spastizität und funktionelle Verbesserungen. Bei einem Patienten mit schweren Finger Flexorspastizität (MAS = 3) und ohne bleibende freiwillige Finger Erweiterung (wie in Abbildung 4 dargestellt), wurde finger Flexorspastizität zum MAS = 1 reduziert. Dies macht es einfacher für den Patienten, um den Fingern liegen, aber nicht wieder her funktionellen Gebrauch von ihren hand. BreEStim zeigt auch, besser und länger Schmerzreduktion Effekte. Abbildung 2 zeigt, dass mit ähnlicher Intensität der elektrischen Stimulation, BreEStim besseres Ergebnis als normale elektrische Stimulation hat. Allerdings hat BreEStim keinen Einfluss auf Schmerz-Scores am Tag 2, wenn der Patient hatte eine Infektion der Harnwege. Dies deutet darauf hin, dass BreEStim keinen Einfluss auf Schmerzreduktion ist, wenn der Schmerz durch eine Infektion verwechselt wird. Freiwillige Atmung spielt eine Schlüsselrolle in BreEStim. Es ist wichtig, eine Gesichtsmaske, die den Patienten passt (Abbildung 5), um ein Auslaufen zu verhindern Luft wählen. Der Luftstrom ist relativ niedrig während der normalen Atmung (1,6 Liter / sec, Abbildung 6). Forceful freiwillige Einatmen könnte stark erhöhen die Luftmenge (ca. 8 Liter / sec). Platzierung von Oberflächenelektroden ist ebenfalls wichtig. Wie im Detail beschrieben und in Abbildung 3 und Abbildung 4, Platzierung für Schmerzenund Spastik Management ist anders. Es ist notwendig, dass die Lage der Muskelbauch Fingerstrecker können als Ergebnis von Atrophie ändern, Fehlstellung nach Schlaganfall beachten. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig1.jpg" /> Abbildung 1. Vergleich der Handhaltung Pre-und Post-BreEStim. Die Schlaganfall-Patienten konnte seine Hand nach BreEStim öffnen. <img alt="Abbildung 2" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50077/50077fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig2.jpg" /> Abbildung 2. Vergleich BreEStim und estim Auswirkungen auf Schmerzreduktion. <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig3.jpg" /> Abbildung 3. Lage Neiguan. Beachten Sie, dass Waiguan das Gegenstück Neiguan auf derDorsalseite des Unterarms. <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig4.jpg" /> Abbildung 4. Platzierung von Oberflächenelektroden auf Finger Strecker. <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig5.jpg" /> Abbildung 5. Ein Patient während BreEStim. Oberflächenelektroden auf Neiguan und Waiguan platziert. <img alt="Abbildung 6" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50077/50077fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig6.jpg" /> Abbildung 6. Echtzeit-Messung von Luftdurchsatz während des Freiwilligendienstes Inspiration und Ruhe inspirieren. Beachten Sie, dass der Luftstrom viel höher ist während freiwillige Inspiration als Ruhestätte Inspiration. Auffällig ist, dass Patienten die Atmung unterbrochen wurdedurch elektrische Stimulation.

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Breathing-controlled Electrical Stimulation BreEStim for Management of Neuropathic Pain and Spasticity

Der Zweck besteht darin, ein neues Verfahren, Atmung-Steuerung elektrischer Stimulation (BreEStim) zur Behandlung von neuropathischen Schmerzen und Spastik präsentieren.

Breathing-gesteuerte elektrische Stimulation (BreEStim) für die Verwaltung von neuropathischen Schmerzen und Spastik

Electrical stimulation (EStim) refers to the application of electrical current to muscles or nerves in order to achieve functional and therapeutic goals. ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

Breathing-controlled Electrical Stimulation (BreEStim) for Management of Neuropathic Pain and Spasticity

22.8K Aufrufe.  University of Texas Health Science Center at Houston. Der Zweck besteht darin, ein neues Verfahren, Atmung-Steuerung elektrischer Stimulation (BreEStim) zur Behandlung von neuropathischen Schmerzen und Spastik präsentieren.

Serie: Breathing-controlled Electrical Stimulation BreEStim for Management of Neuropathic Pain and Spasticity

Programmed Electrical Stimulation in Mice

Genetically-modified mice have emerged as a preferable animal model to study the molecular mechanisms underlying conduction abnormalities, atrial and ventricular arrhythmias, and sudden cardiac death.1 Intracardiac pacing studies can be performed in mice using a 1.1F octapolar catheter inserted into the jugular vein, and advanced into the right atrium and ventricle. Here, we illustrate the steps involved in performing programmed electrical stimulation in mice. Surface ECG and intracardiac electrograms are recorded simultaneously in the atria, atrioventricular junction, and ventricular myocardium, whereas intracardiac pacing of the atrium is performed using an external stimulator. Thus, programmed electrical stimulation in mice provides unique opportunities to explore molecular mechanisms underlying conduction defects and cardiac arrhythmias.

Programmed electrical stimulation provides the ability to determine conduction properties of the heart, and the possibility to induce and terminate cardiac arrhythmias using various pacing protocols. Using a transvenous catheter, intracardiac electrogram recordings can be obtained in mice following programmed electrical stimulation protocols to identify arrhythmogenic substrates.

Programmierte elektrische Stimulation in Mäuse

Genetically-modified mice have emerged as a preferable animal model to study the molecular mechanisms underlying conduction abnormalities, atrial and ...

Forschung

Medizin

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional capacity. Transcutaneous surface stimulation of skeletal muscle involves a current flow between a cathode and an anode, thereby inducing excitement of the motor unit and the surrounding muscle fibers. 
NMES is an attractive modality to evaluate skeletal muscle adaptive responses for several reasons. First, it provides a reproducible experimental model in which physiological adaptations, such as myofiber hypertophy and muscle strengthening6, angiogenesis7-9, growth factor secretion9-11, and muscle precursor cell activation12 are well documented. Such physiological responses may be carefully titrated using different parameters of stimulation (for Cochrane review, see 13). In addition, NMES recruits motor units non-selectively, and in a spatially fixed and temporally synchronous manner14, offering the advantage of exerting a treatment effect on all fibers, regardless of fiber type. Although there are specified contraindications to NMES in clinical populations, including peripheral venous disorders or malignancy, for example, NMES is safe and feasible, even for those who are ill and/or bedridden and for populations in which rigorous exercise may be challenging. 
Here, we demonstrate the protocol for adapting commercially available electrodes and performing a NMES protocol using a murine model. This animal model has the advantage of utilizing a clinically available device and providing instant feedback regarding positioning of the electrode to elicit the desired muscle contractile effect. For the purpose of this manuscript, we will describe the protocol for muscle stimulation of the anterior compartment muscles of a mouse hindlimb.

A murine model of neuromuscular electrical stimulation (NMES), a safe and inexpensive clinical modality, to the anterior compartment muscles is described. This model has the advantage of modifying a readily available clinical device for the purpose of eliciting targeted and specific muscle contractions in mice.

Einem Mausmodell der Muscle Training durch neuromuskuläre Elektrostimulation

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional ...

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in injured sensory neurons and along the entire nociceptive pathway within the central nervous system. It is usually chronic and challenging to treat. In order to study neuropathic pain and its treatments, different models have been developed in rodents. These models derive from known etiologies, thus reproducing peripheral nerve injuries, central injuries, and metabolic-, infectious- or chemotherapy-related neuropathies. Murine models of peripheral nerve injury often target the sciatic nerve which is easy to access and allows nociceptive tests on the hind paw. These models rely on a compression and/or a section. Here, the detailed surgery procedure for the &#34;cuff model&#34; of neuropathic pain in mice is described. In this model, a cuff of PE-20 polyethylene tubing of standardized length (2 mm) is unilaterally implanted around the main branch of the sciatic nerve. It induces a long-lasting mechanical allodynia, i.e., a nociceptive response to a normally non-nociceptive stimulus that can be evaluated by using von Frey filaments. Besides the detailed surgery and testing procedures, the interest of this model for the study of neuropathic pain mechanism, for the study of neuropathic pain sensory and anxiodepressive aspects, and for the study of neuropathic pain treatments are also discussed.

Neuropathic pain is a consequence of a lesion or disease affecting the somatosensory system. The &#8220;cuff model&#8221; of neuropathic pain in mice consists of the implantation of a polyethylene cuff around the main branch of the sciatic nerve. Mechanical allodynia is tested using von Frey filaments.

Der Ischiasnerv cuffing Modell von neuropathischen Schmerzen bei Mäusen

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in ...

Chronic Constriction Injury of the Rat's Infraorbital Nerve (IoN-CCI) to Study Trigeminal Neuropathic Pain

Animal models are important tools to study the pathophysiology and pharmacology of neuropathic pain. This manuscript describes the surgical and behavioral procedures to study trigeminal neuropathic pain in rats. To meet the specificity of trigeminal neuropathic pain syndromes, the infraorbital nerve (IoN) is subjected to a chronic constriction injury (CCI) by loosely ligating the nerve. An intra-orbital approach is presented here to expose and ligate the IoN in the orbital cavity. After IoN ligation, rats exhibit changes in spontaneous behavior and in response to von Frey hair stimulation that are indicative of persistent pain and mechanical allodynia. Two phases can be defined in the development of the behavioral changes. During the first week following IoN-CCI (phase 1), rats show an increased and asymmetric face grooming activity, i.e., with face wash strokes primarily directed to the nerve-injured IoN territory. A distinction is made between face grooming behavior that is part of a more general body grooming behavior, which remains largely unaffected by IoN-CCI, and face grooming that is neither preceded nor followed by body grooming, which is significantly increased after IoN-CCI. During this period, responsiveness to mechanical stimulation of the IoN territory is reduced. This hyporesponsiveness is abruptly replaced by an extreme hyperresponsiveness whereby even very weak stimulus intensities provoke nocifensive behavior (phase 2). The phenomenological similarities between these behavioral alterations and reported signs of facial pain (i.e., responses to noxious stimulation of the face) suggest the presence of dysesthesia/paresthesia and mechanical allodynia in the ligated IoN territory.

Chronic Constriction Injury of the Rat&#039;s Infraorbital Nerve IoN-CCI to Study Trigeminal Neuropathic Pain

This manuscript describes a rodent model to study trigeminal neuropathic pain. The methods described include surgical procedures to perform a chronic constriction injury of the rat&#8217;s infraorbital nerve and the post-surgical behavioral tests to measure the changes in spontaneous and evoked behavior that are indicative of persistent pain and allodynia.

Chronische Verengung Verletzung des Ratten N. infraorbitalis (Ionen CCI) zu Trigeminal Neuropathischer Schmerz Studieren

Animal models are important tools to study the pathophysiology and pharmacology of neuropathic pain. This manuscript describes the surgical and behavioral ...

Subcutaneous Trigeminal Nerve Field Stimulation for Refractory Facial Pain

Chronic or neuropathic trigeminal facial pain can be challenging to treat. Neurosurgical procedures should be applied when conservative treatment fails. Neuromodulation techniques for chronic facial pain include deep brain stimulation and motor cortex stimulation, which are complex to perform. Subcutaneous nerve field stimulation is certified for chronic back pain and is the least invasive form of neuromodulation. We applied this technique to treat chronic and neuropathic trigeminal pain as an individual therapy concept. First, trial stimulation is performed. Subcutaneous leads are placed in the painful trigeminal dermatome under local anesthesia. The leads are connected to an external neurostimulator that applies constant stimulation. Patients undergo a 12 day outpatient trial to assess the effect of the stimulation. Electrodes are removed after the trial. If the patient reports pain reduction of at least 50% in intensity and/or attack frequency, a reduction in medication or increase in quality of life, permanent implantation is scheduled. New electrodes are implanted under general anesthesia and are subcutaneously tunneled to an infraclavicular internal pulse generator. Patients are able to turn stimulation on and off and to increase or decrease the stimulation amplitude as needed.
This technique represents a minimal invasive alternative to other more invasive means of neuromodulation for trigeminal pain such as motor cortex stimulation or deep brain stimulation.

Treating chronic or neuropathic facial pain can be challenging when medical or standard treatment fails. Subcutaneous nerve field stimulation is the least invasive form of neuromodulation and is used for chronic back pain. We applied this technology to treat chronic and neuropathic trigeminal facial pain.

Subkutane Trigeminus-Nerven-Feld-Stimulation für refraktäre Gesichtsschmerzen

Chronic or neuropathic trigeminal facial pain can be challenging to treat. Neurosurgical procedures should be applied when conservative treatment fails. ...

Updated Technique for Reliable, Easy, and Tolerated Transcranial Electrical Stimulation Including Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of brain stimulation presents several potential advantages compared to other techniques, as it is noninvasive, cost-effective, broadly deployable, and well-tolerated provided proper equipment and protocols are administered. Even though tDCS is apparently simple to perform, correct administration of the tDCS session, especially the electrode positioning and preparation, is vital for ensuring reproducibility and tolerability. The electrode positioning and preparation steps are traditionally also the most time consuming and error-prone. To address these challenges, modern tDCS techniques, using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes, reduce complexity and setup time while also ensuring that the electrodes are consistently placed as intended. These modern tDCS methods present advantages for research, clinic, and remote-supervised (at home) settings. This article provides a comprehensive step-by-step guide for administering a tDCS session using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes. This guide demonstrates tDCS using commonly applied montages intended for motor cortex and dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulation. As described, selection of the head size and montage-specific headgear automates electrode positioning. Fully assembled pre-saturated snap-electrodes are simply affixed to the set position snap-connectors on the headgear. The modern tDCS method is shown to reduce setup time and reduce errors for both novice and expert operators. The methods outlined in this article can be adapted to different applications of tDCS as well as other forms of transcranial electrical stimulation (tES) such as transcranial alternating current stimulation (tACS) and transcranial random noise stimulation (tRNS). However, since tES is application specific, as appropriate, any methods recipe is customized to accommodate subject, indication, environment, and outcome specific features.

When administering transcranial direct current stimulation (tDCS), reproducible electrode preparation and placement are vital for a tolerated and effective session. The purpose of this article is to demonstrate updated modern setup procedures for the administration of tDCS and related transcranial electrical stimulation techniques, such as transcranial alternating current stimulation (tACS).

Aktualisierte Technik für zuverlässige, einfache und tolerierte transkranielle elektrische Stimulation einschließlich transkranieller Gleichstromstimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of ...

Partial Sciatic Nerve Ligation: A Mouse Model of Chronic Neuropathic Pain to Study the Antinociceptive Effect of Novel Therapies

Management of chronic pain remains challenging to this day, and current treatments are associated with adverse effects, including tolerance and addiction. Chronic neuropathic pain results from lesions or diseases in the somatosensory system. To investigate potential therapies with reduced side effects, animal pain models are the gold standard in preclinical studies. Therefore, well-characterized and well-described models are crucial for the development and validation of innovative therapies. 
Partial ligation of the sciatic nerve (pSNL) is a procedure that induces chronic neuropathic pain in mice, characterized by mechanical and thermal hypersensitivity, ongoing pain, and changes in limb temperature, making this model a great fit to study neuropathic pain preclinically. pSNL is an advantageous model to study neuropathic pain as it reproduces many symptoms observed in humans with neuropathic pain. Furthermore, the surgical procedure is relatively fast and straightforward to perform. Unilateral pSNL of one limb allows for comparison between the ipsilateral and contralateral paws, as well as evaluation of central sensitization. 
To induce chronic neuropathic hypersensitivity, a 9-0 non-absorbable nylon thread is used to ligate the dorsal third of the sciatic nerve. This article describes the surgical procedure and characterizes the development of chronic neuropathic pain through multiple commonly used behavioral tests. As a plethora of innovative therapies are now being investigated to treat chronic pain, this article provides crucial concepts for standardization and an accurate description of surgeries required to induce neuropathic pain.

Partial sciatic nerve ligation induces long-lasting chronic neuropathic pain, characterized by exaggerated responses to thermal and mechanical stimuli. This mouse model of neuropathic pain is commonly used to study innovative therapies for pain management. This article describes in detail the surgical procedure to improve standardization and reproducibility.

Partielle Ischiasnervligatur: Ein Mausmodell für chronische neuropathische Schmerzen zur Untersuchung der antinozizeptiven Wirkung neuartiger Therapien

Management of chronic pain remains challenging to this day, and current treatments are associated with adverse effects, including tolerance and addiction. ...

Magenultraschalltechnik zur Minderung des periprozeduralen Aspirationsrisikos

Gastric Point of Care Ultrasound in Adults: Image Acquisition and Interpretation

Over the past two decades, diagnostic point-of-care ultrasound (POCUS) has emerged as a rapid and non-invasive bedside tool for addressing clinical inquiries related to gastric content. One emerging concern pertains to patients about to undergo sedation and/or endotracheal intubation: the elevated risk of aspiration from the patient&#39;s stomach contents. Aspiration of gastric contents into the lungs poses a serious and potentially life-threatening complication. This occurs more frequently when the stomach is considered &#34;full&#34; and can be affected by the techniques employed for airway management, making it potentially preventable. To mitigate the risk of peri-procedural aspiration, two distinct medical specialties (anesthesiology and critical care medicine) have independently developed techniques to utilize ultrasonography for identifying patients requiring &#34;full stomach&#34; precautions. Due to these separate specialties, the work of each group remains relatively unfamiliar outside its respective field. This article presents descriptions of both techniques for gastric ultrasound. Furthermore, it explains how these approaches can complement each other when one of them falls short. Regarding image acquisition, the article covers the following topics: indications and contraindications, selection of the appropriate probe, patient positioning, and troubleshooting. The article also delves into image interpretation, complete with example images. Additionally, it demonstrates how one of the two techniques can be employed to estimate gastric fluid volume. Lastly, the article briefly discusses medical decision-making based on the findings of this examination.

Autor im Rampenlicht: Point-of-Care-Ultraschall zur Beurteilung des Mageninhalts und zur Risikostratifizierung in der perioperativen Versorgung 

This protocol introduces two methods for image acquisition in gastric ultrasonography. Additionally, tips are provided for interpreting this information to assist in medical decision-making.

Magen-Point-of-Care-Ultraschall bei Erwachsenen: Bildaufnahme und -interpretation

Over the past two decades, diagnostic point-of-care ultrasound (POCUS) has emerged as a rapid and non-invasive bedside tool for addressing clinical ...