Diese Arbeit wird durch die folgenden Quellen der Finanzierung unterstützt: MAN: NIH 2R01 DC05672-04A2 RHH: NIH / NINDS 1K01NS060995-01A1 RHH: Robert Wood Johnson Foundation / Harold Amos Medizinischen Fakultät Development Program

1. Pre-Treatment Bewertung <ol><li> Recruit Patienten, die die Voraussetzungen für das Studium zu erfüllen. Zu diesen Kriterien gehören eine einzelne, einseitige, linke Hemisphäre ischämischen Schlaganfall, die die zusätzlichen motorischen Areal (SMA) Ersatzteile, mild bis nicht fließend Rede (definiert als die Fähigkeit, sinnvolle Wörter produzieren und mindestens eine 2-4 Wortlänge string) moderieren, im Alter zwischen 18 und 75 und mindestens sechs Monate nach dem Schlaganfall. </li><li> Darüber hinaus müssen alle potenziellen Patienten in der Lage sein, mindestens drei der ersten 30 Punkte auf der Boston Naming Test-15, ein Durchschnitt von mindestens drei Bilder aus 20 nennen, wenn sie mit zehn Sätze von Bild-Benennung Reize aus der Snodgrass gemacht vorgestellt und Vanderwart Korpus 16 und Partitur bei oder oberhalb der 25. Perzentile auf den Subtests für Wort Verständnis und Befehle auf dem Boston Diagnostic Aphasic Prüfung 17. </li><li> Führen Sie eine medizinische Vorsorgeuntersuchung, um sicherzustellen, Patienten healthy genug, um an der Studie teilzunehmen, und dass es keine Kontraindikationen zur Bearbeitung in Magnetic Resonance Imaging (MRI)-Scan oder TMS. </li></ol> 2. Baseline Testing <ol><li> Verwalten einer Batterie von standardisierten Tests an drei verschiedenen Tagen, um das Ausmaß der einzelnen Patienten Sprachstörungen und Defizite in anderen kognitiven Bereichen zu beurteilen. Die Tests umfassen die Cookie-Theft Bild Beschreibung Subtest des BDAE 18, BDAE (2. Ed.) Subtests für Word Comprehension (Grundkenntnisse Word-Diskriminierung) und Befehle, legt Boston Naming Test-15, von 40 Strichzeichnung Reize aus der Snodgrass und Vanderwart gemacht Bilddatenbank 16 und die Cognitive Linguistic Quick Test 19 (CLQT). </li><li> Starten Sie eine Baseline BOLD fMRI-Studie, in der der Patient führt eine Bild-naming Aufgabe mit oralen Antwort. Sammle hochauflösende Whole-Brain T1-gewichtete Bilder mit einer MPRAGE Sequenz (RT = 1.620 ms, TE = 3,87 ms, FA = 15, FOV = 192 x 256, Scheiben = 160, Voxelgrößen = 1 mm 3). Erwerben funktionellen Volumes mit einer ganzen Gehirn T2 *-gewichteten BOLD echoplanare Sequenz (TR = 3,000 sec, TE = 35 ms, FA = 90, FOV = 128 x 128 = 31 Scheiben, Voxelgrößen = 1.875 mm 2, Schichtdicke = 4 mm). </li><li> Randomize Patienten entweder in eine Gruppe mit echten repetitiven TMS (rTMS) oder eine Gruppe, die anfängliche Schein-Stimulation (STM) durch rTMS (Abbildung 1) gefolgt. </li></ol> 3. Bezeichnung des Optimal Seiten der Stimulation <ol><li> Um rTMS zu kortikalen Websites in einer präzisen und genau zielen, verwenden Sie einen neuronavigational System (zB Brainsight, Rogue Research, Montreal) zur Zusammenarbeit registrieren hochauflösende Whole-Brain T1-gewichteten Bildern (siehe 2.2) mit dem Standort des Patienten und der Spule. Für die rTMS-Gruppe, bestimmen Ruhe motorischen Schwelle (RMT) über Stimulation der rechten motorischen Kortex und anschließende Sichtprüfung 20. </li><li&gt; Während der Echtzeit rTMS, orientieren die Spule mit dem Griff in einer hinteren und unteren Richtung etwa 45 ° von der unteren Position im Uhrzeigersinn. Für die Sham-Gruppe, zu verwalten STM mit der Spule senkrecht auf den Kopf, so dass nur der äußere Rand der seitlichen Flügel der Spule Kontakte der Kopf. In dieser Ausrichtung läuft die Spitze Magnetfeld parallel zu dem Schädel und somit nicht produzieren kortikalen Stimulation. </li><li> In sechs getrennten Sitzungen über fünf Tage (zwei Sitzungen am letzten Tag durchgeführt, mit einer 45-minütigen Pause zwischen den Sitzungen) durchgeführt, zu verwalten zehn Minuten entweder rTMS (600 Impulse von 1 Hz bei einer Intensität von 90% RMT) oder STM zu verschiedenen Standorten in der rechten unteren Frontallappen: die primären motorischen Kortex (M1) entsprechend dem Mund, pars opercularis (BA 44), vordere Pars triangularis (BA 45), dorsal posterioren pars triangularis (BA 45), ventralen posterioren pars triangularis ( BA 45) und pars orbitalis (BA 47, Abbildung 2). Randomize stimulation Ort, um zwischen den Patienten. </li><li> Haben Patienten führen eine 40-item picture-Namensgebung Aufgabe unmittelbar vor und nach jeder Sitzung TMS. Bild Reize aus der Snodgrass genommen und Vanderwart 16 Artikel Satz, den Peabody Picture Vocabulary Test-21 und den Internationalen Picture Naming Project (IPNP) Datenbank 22. Die 40-Posten-Listen müssen in Bezug auf Wortlänge, Frequenz und semantische Kategorie abgestimmt werden, in unserem Artikel listet 20 Titel wurden neuartige, während 20 im Laufe der Testfahrten wurden wiederholt, um für die Praxis Auswirkungen zu beurteilen. Äußerungen sollte als korrekt gezählt werden, wenn sie von dem Ziel um nicht mehr als ein Phonem 8 unterscheiden. Wortliste Reihenfolge sollte über Themen randomisiert und jedes Thema sollten verschiedene Wortlisten bei jedem Besuch zu empfangen. </li><li> Bestimmen Sie den optimalen Standort der Stimulation durch Ausführen einer Stichprobe t-Tests verglichen die Veränderung des Bild-naming Leistung an jedem Standort auf der mittleren Änderung der Namensgebung performance für alle anderen Websites. Weiter, vergleichen Sie die Änderung in der Leistung am optimalen Standort, um die Varianz der Leistung in allen sechs Pre-rTMS-Sitzungen;, wenn die Änderung in der Leistung nach rTMS ist größer als das Zweifache der Standardabweichung der Mittelwerte pre-TMS Leistung, ist es unwahrscheinlich, dass Der Vorteil bei der Benennung Leistung ist auf Test-Retest-Variabilität 9. </li><li> Für Website-Schein Befund, verwalten STM über die pars triangularis. Dieser Ort dient als &quot;optimalen Standort&quot; für die Schein-Arm der Behandlungsphase, in Protokoll Abschnitt 4 beschrieben. </li></ol> 4. Treatment Phase <ol><li> Verwalten rTMS oder STM auf die optimale Stimulation Website für zehn Tage in einem Zwölf-Tage-Frist (Stimulation an jedem Wochentag mit Wochenenden). </li><li> Am ersten Tag der Stimulation, die Reihenfolge der Ereignisse wie folgt ist: haben die Patienten durchlaufen eine fMRI (mit gleichzeitiger picture-Namensgebung, wie in Baseline), die Verwaltung der 40-item Namensgebung Aufgabe, stimulieren die optimale site mit 20 min von entweder 1 Hz rTMS bei 90% RMT oder STM, die Verwaltung der Namensgebung Aufgabe wieder, und schließlich haben die Patienten durchlaufen einen zweiten fMRI-Bild mit gleichzeitiger Nennung. </li><li> An den Tagen zwei bis neun, besteht das Protokoll einer 20-minütigen Sitzung rTMS (1200 Impulse), mit 1 Hz rTMS bei 90% RMT oder STM. </li><li> Am Tag zehn, stimulieren den optimalen Standort für 20 min mit 1 Hz rTMS, vorangestellt und durch das Bild-naming Aufgabe gefolgt. Zu beachten ist, listet Bild Artikel an den Tagen eins und zehn gezeigt anders sein sollte, aber abgestimmt für Frequenz, Wortlänge und semantischen Kategorie wie oben erwähnt. </li></ol> 5. Zwei-und Sechs-Monats-Follow-up-Besuche <ol><li> Zwei Monate nach Tag zehn entweder rTMS oder STM, wiederholen Baseline-Tests (Schritt 2.1), sowie fMRI bei gleichzeitiger Bild-Benennung. </li><li> Die Patienten in der Schein-Zustand sollte dann überqueren, um echte TMS Zustand, beginnend mit dem optimalen Standort-finding Phase (Abbildung 1). </li><li> Sechs Monate folgenden Tag zehn der realen rTMS Stimulation, wiederholen Baseline-Tests (wie in Schritt 2.1), und haben auch Patienten unterziehen sich noch fMRI mit einer gleichzeitigen Bild-naming Aufgabe. </li></ol>

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M., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Naming+facilitation+induced+by+transcranial+direct+current+stimulation.">Naming facilitation induced by transcranial direct current stimulation.</a> Behav. Brain Res. 208, 311-318 (2010).</li><li>Schlaug, G., Marchina, S., Wan, C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+non-invasive+brain+stimulation+techniques+to+facilitate+recovery+from+post-stroke+aphasia.">The use of non-invasive brain stimulation techniques to facilitate recovery from post-stroke aphasia.</a> Neuropsychol. Rev. 21, 288-301 (2011).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen haben.

Das Ziel dieses Artikels ist es, detailliert die Schritte zur Identifizierung einer ansprechenden Zielort in der rechten Hemisphäre bei Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Auf diese Weise sind wir in der Lage, diese Zielregion therapeutisch zu stimulieren, beurteilen die Auswirkungen der Stimulation auf die Sprache fliessend, und verwenden Sie Niedrig-Frequenz rTMS auf langfristige Verbesserungen bei der Benennung und Geläufigkeit bei Patienten mit chronischen nicht-Aphasie zu entlocken. Unser Ansatz re...

Aphasie-eine erworbene Defizit von Sprachkenntnissen-ist eine häufige und oft schwächende Folge der Hub 2. Obwohl ein gewisses Maß an Erholung von Aphasie nach akutem Schlaganfall ist typisch, erleben viele Patienten zumindest ein gewisses Maß an anhaltenden Defizite und vorhandene Sprache Therapien werden in der Regel als nur mäßig wirksam in die Erholung zu erleichtern 3-5. In den letzten Jahren haben die Entstehung der nichtinvasiven Stimulation Techniken wie die transkranielle Magnetstimulation (TMS) als Erfolg versprechende Behandlungsansätze für eine Vielzahl von Defiziten nach Schlaganfall, einschließlich Aphasie gesehen. TMS verwendet das Prinzip der elektromagnetischen Induktion und beinhaltet die Erzeugung eines schnell Flussmittel Magnetfeld in einer Spule aus Draht. Wenn die Spule benachbart angeordnet ist, um den Kopf eines Patienten, dringt das Magnetfeld der Kopfhaut und Schädeldecke, induziert einen Strom in den zugrunde liegenden kortikalen Neuronen, die ausreichend ist, um neuronale Membranen und Gen depolarisiert istRate Aktionspotentiale 3. TMS Parameter wie Frequenz, Intensität und Anzahl der Impulse variiert werden, um unterschiedliche neurophysiologischen hervorzurufen, Verhaltens-und Wahrnehmungswirkungen 4,5 ist. Repetitive TMS (rTMS) beinhaltet die Verabreichung einer Reihe von Impulsen mit einer vorbestimmten Frequenz und Wirkungen erzeugt, die die Anwendung der Stimulation überdauern können. Germane dem aktuellen Experiment belegt, dass rTMS bei einer niedrigen Frequenz (0,5-2 Hz) geliefert fokal kortikalen Erregbarkeit verringern, während hochfrequente Stimulation hat mit Rindenerregung 3 in Verbindung gebracht tendiert. rTMS ist als eine Behandlung für verschiedene neurologische und psychiatrische Störungen, insbesondere Depressionen 6 untersucht. Eine wachsende Zahl von Anzeichen dafür, dass niederfrequente rTMS verwendet werden, um Sprache Erholung bei Personen mit chronischem Schlaganfall-induzierten Aphasie zu verbessern. Naeser und Kollegen waren die ersten 7,8 bis 1 Hz inhibito geltenry rTMS auf der rechten inferioren frontalen Gyrus für 20 min fünf Tagen pro Woche für zwei Wochen in vier Rechtshänder Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Signifikante Verbesserungen in Namensgebung wurden beobachtet, die blieb für mindestens acht Monate nach Abschluss der Stimulation 8. Wir anschließend repliziert und diese Ergebnisse erweitert, und haben gezeigt, dass 1 Hz Stimulation in persistent Verbesserungen sowohl Namensgebung und spontane Rede löste in chronischen nicht-fließend Aphasiker 9-11 geführt. Ermutigend sind die Ergebnisse von kleinen Studien wie diese in weiteren Untersuchungen bei Patienten mit chronischem Schlaganfall 12 repliziert, sowie bei Patienten mit Schlaganfall und Aphasie subakute 13. Ein wichtiger und fast allgegenwärtige Merkmal vor TMS-Studien bei Patienten mit nicht-Aphasie ist, dass die heilsame Wirkung der Stimulation zu ortsspezifischen erscheinen. Die Annahme der Ansatz zunächst Naeser beschäftigtund Kollegen haben die meisten Untersuchungen, bei denen rTMS verwendet wurde, um Sprache Verwertung zu erleichtern, die richtigen pars triangularis 1 (Brodmann Bereich 45) ausgerichtet. In der Tat hat die jüngsten Beweise vorgeschlagen, dass die Stimulation von anderen Regionen der rechten inferioren frontalen Gyrus kann unwirksam sein, oder können sogar schädliche Wirkungen auf die sprachlichen Leistungen 14, unterstreicht die Notwendigkeit einer sorgfältigen individuellen Identifizierung der optimalen Stimulation Websites. Aufbauend auf dem Ansatz Naeser und Kollegen 8 gegründet, erforscht unserer laufenden Untersuchung der Auswirkungen von hemmenden rTMS im inferioren frontalen Gyrus auf die Sprache fliessend, und untersucht auch die topographische Besonderheit der rTMS-Effekte in der rechten Frontallappen. In diesem Artikel stellen wir eine detaillierte Beschreibung, wie ein optimaler Standort für Stimulation bei Patienten mit chronischen nicht-Aphasie identifiziert werden. Anschließend beschreiben wir die Verabreichung von therapeutischen rTMS und erklären our Techniken für die Beurteilung der Wirksamkeit der Stimulation bei der Verbesserung der Sprache Erholung in dieser Population.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Rapid transcranial magnetic stimulator</td>
 <td>Magstim</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>3.0 Trio Scanner</td>
 <td>Siemens</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>8 channel head coil</td>
 <td>Siemens</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Brainsight neuronavigational system</td>
 <td>Rogue Research</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

utilizing repetitive transcranial magnetic stimulation to improve language function in stroke patients with chronic non-fluent aphasia

Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) hat sich gezeigt, deutlich zu verbessern Sprache Funktion bei Patienten mit nicht-Aphasie 1. In diesem Experiment zeigen wir die Verwaltung von niederfrequenten repetitiven TMS (rTMS) zur optimalen Stimulation Website in der rechten Hemisphäre bei Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Eine Batterie standardisierte Sprache Maßnahmen wird verabreicht, um die Baseline-Leistung zu bewerten. Die Patienten sind anschließend randomisiert und erhielten entweder echte rTMS oder anfängliche Schein Stimulation. Patienten in der realen Stimulation unterzogen eine Website-Phase, in der eine Reihe von sechs rTMS Sitzungen über fünf Tage verabreicht besteht; Stimulation an eine andere Stelle in der rechten Frontallappen während jeder dieser Sitzungen geliefert. Jeder Standort-Befund Sitzung besteht aus 600 Impulsen von 1 Hz rTMS, vorangestellt und durch ein Bild-naming Aufgabe gefolgt. Durch den Vergleich der Grad der vorübergehenden Änderung der Benennung Fähigkeit ausgelöst durch Stimulation von cand.idate Websites, sind wir in der Lage, um den Bereich der optimalen Reaktion für jeden einzelnen Patienten zu finden. Wir haben dann verabreichen rTMS zu dieser Website während der Behandlungsphase. Während der Behandlung unterziehen Patienten insgesamt zehn Tagen nach Stimulation über den Zeitraum von zwei Wochen, jede Sitzung von 20 min von 1 Hz rTMS bei 90% ruhen motorischen Schwelle geliefert zusammen. Stimulation mit einem fMRI-naming Aufgabe auf den ersten und letzten Tagen der Behandlung gepaart. Nach der Behandlung Phase abgeschlossen ist, wird die Sprache Batterie an der Basislinie wiederholt zwei und sechs Monaten nach der Stimulation, um rTMS-induzierten Änderungen in der Leistung zu ermitteln. Die fMRI-naming Aufgabe wird auch wiederholt zwei und sechs Monate nach der Behandlung. Patienten, die randomisiert der Schein-Arm der Studie sind unterziehen Schein Website-Befund, Schein-Behandlung, fMRI-Studien benennen, und wiederholen Sie die Sprache testen zwei Monate nach Abschluss der Behandlung Schein. Sham Patienten dann hinüber in die reale Stimulation Arm Abschluss real site-Befund, real treatment, fMRI, und zwei-und Sechs-Monats-post-Stimulation Sprachtests.

In der Website-Suche Phase dieser Untersuchung, die meisten, aber nicht alle Patienten optimal reagieren Sie auf das Bild-naming Aufgabe Stimulation der rechten pars triangularis 14. Nach unserer Erfahrung wird Patienten die Leistung auf das Bild Namensgebung am konsequentesten durch Stimulation des ventralen posterioren Aspekt der pars triangularis (Abbildung 3) erleichtert. Langfristige Verbesserung in der Leistung auf standardisierte Sprache Einschätzungen ist...

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Utilizing Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Improve Language Function in Stroke Patients with Chronic Non-fluent Aphasia

Wir erforschen die Verwendung von repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) zur sprachlichen Fähigkeiten bei Patienten mit chronischem Schlaganfall und Aphasie nicht verbessern. Nach der Identifizierung einer Website in der rechten frontalen Gyrus für jeden Patienten die optimal reagiert auf Stimulation, zielen wir diesen Ort während zehn Tagen rTMS Behandlung.

Verwendung Repetitive Transkranielle Magnetstimulation zur Sprache Funktion bei Schlaganfall-Patienten mit chronischer Non-fließend Aphasie verbessern

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this ...

utilizing-repetitive-transcranial-magnetic-stimulation-to-improve

Research

JoVE Journal

Medicine

17.6K Aufrufe.  University of Pennsylvania. Wir erforschen die Verwendung von repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) zur sprachlichen Fähigkeiten bei Patienten mit chronischem Schlaganfall und Aphasie nicht verbessern. Nach der Identifizierung einer Website in der rechten frontalen Gyrus für jeden Patienten die optimal reagiert auf Stimulation, zielen wir diesen Ort während zehn Tagen rTMS Behandlung.

Serie: Utilizing Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Improve Language Function in Stroke Patients with Chronic Non-fluent Aphasia

Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been in use for more than 20 years 1, and has grown exponentially in popularity over the past decade. While the use of TMS has expanded to the study of many systems and processes during this time, the original application and perhaps one of the most common uses of TMS involves studying the physiology, plasticity and function of the human neuromuscular system. Single pulse TMS applied to the motor cortex excites pyramidal neurons transsynaptically 2 (Figure 1) and results in a measurable electromyographic response that can be used to study and evaluate the integrity and excitability of the corticospinal tract in humans 3. Additionally, recent advances in magnetic stimulation now allows for partitioning of cortical versus spinal excitability 4,5. For example, paired-pulse TMS can be used to assess intracortical facilitatory and inhibitory properties by combining a conditioning stimulus and a test stimulus at different interstimulus intervals 3,4,6-8. In this video article we will demonstrate the methodological and technical aspects of these techniques. Specifically, we will demonstrate single-pulse and paired-pulse TMS techniques as applied to the flexor carpi radialis (FCR) muscle as well as the erector spinae (ES) musculature. Our laboratory studies the FCR muscle as it is of interest to our research on the effects of wrist-hand cast immobilization on reduced muscle performance6,9, and we study the ES muscles due to these muscles clinical relevance as it relates to low back pain8. With this stated, we should note that TMS has been used to study many muscles of the hand, arm and legs, and should iterate that our demonstrations in the FCR and ES muscle groups are only selected examples of TMS being used to study the human neuromuscular system.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive tool to gain insight on the physiology and function of the human nervous system. Here, we present our TMS techniques to study cortical excitability of the upper limb and lumbar musculature.

Mit Hilfe Transkranielle Magnetstimulation auf die menschliche neuromuskuläre System zu studieren

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been in use for more than 20 years 1, and has grown exponentially in popularity over the past decade.  While ...

Forschung

Medizin

Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this is only partially explained by traditional CVD risk factors. Vascular dysfunction is an important non-traditional risk factor, characterized by vascular endothelial dysfunction (most commonly assessed as impaired endothelium-dependent dilation [EDD]) and stiffening of the large elastic arteries. While various techniques exist to assess EDD and large elastic artery stiffness, the most commonly used are brachial artery flow-mediated dilation (FMDBA) and aortic pulse-wave velocity (aPWV), respectively. Both of these noninvasive measures of vascular dysfunction are independent predictors of future cardiovascular events in patients with and without kidney disease. Patients with CKD demonstrate both impaired FMDBA, and increased aPWV. While the exact mechanisms by which vascular dysfunction develops in CKD are incompletely understood, increased oxidative stress and a subsequent reduction in nitric oxide (NO) bioavailability are important contributors. Cellular changes in oxidative stress can be assessed by collecting vascular endothelial cells from the antecubital vein and measuring protein expression of markers of oxidative stress using immunofluorescence. We provide here a discussion of these methods to measure FMDBA, aPWV, and vascular endothelial cell protein expression.

The degree of vascular dysfunction and contributing physiological mechanisms can be assessed in patients with chronic kidney disease by measuring brachial artery flow-mediated dilation, aortic pulse-wave velocity, and vascular endothelial cell protein expression.

Beurteilung der Gefäßfunktion bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung

Patients with chronic kidney disease (CKD) have significantly increased risk of cardiovascular disease (CVD) compared to the general population, and this ...

A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations over time in the blood-oxygenation level dependent signal. rs-fcMRI has been applied extensively to identify abnormalities in brain connectivity in different neurologic and psychiatric diseases. However, the relationship among rs-fcMRI connectivity abnormalities, brain electrophysiology and disease state is unknown, in part because the causal significance of alterations in functional connectivity in disease pathophysiology has not been established. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that uses electromagnetic induction to noninvasively produce focal changes in cortical activity. When combined with electroencephalography (EEG), TMS can be used to assess the brain's response to external perturbations. Here we provide a protocol for combining rs-fcMRI, TMS and EEG to assess the physiologic significance of alterations in functional connectivity in patients with neuropsychiatric disease. We provide representative results from a previously published study in which rs-fcMRI was used to identify regions with abnormal connectivity in patients with epilepsy due to a malformation of cortical development, periventricular nodular heterotopia (PNH). Stimulation in patients with epilepsy resulted in abnormal TMS-evoked EEG activity relative to stimulation of the same sites in matched healthy control patients, with an abnormal increase in the late component of the TMS-evoked potential, consistent with cortical hyperexcitability. This abnormality was specific to regions with abnormal resting-state functional connectivity. Electrical source analysis in a subject with previously recorded seizures demonstrated that the origin of the abnormal TMS-evoked activity co-localized with the seizure-onset zone, suggesting the presence of an epileptogenic circuit. These results demonstrate how rs-fcMRI, TMS and EEG can be utilized together to identify and understand the physiological significance of abnormal brain connectivity in human diseases.

Resting-state functional-connectivity MRI has identified abnormalities in patients with a wide range of neuropsychiatric disorders, including epilepsy due to malformations of cortical development. Transcranial Magnetic Stimulation in combination with EEG can demonstrate that patients with epilepsy have cortical hyperexcitability in regions with abnormal connectivity.

Ein Multimodal Imaging- und Stimulations-basierte Verfahren zur Bewertung der Connectivity-bezogenen Erregbarkeit des Gehirns bei Patienten mit Epilepsie

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations ...

Home-Based Transcranial Direct Current Stimulation Device Development: An Updated Protocol Used at Home in Healthy Subjects and Fibromyalgia Patients

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation (NIBS) method, which modulates the membrane potential of neurons in the cerebral cortex by a low-intensity direct current. tDCS is a low-cost technique with minimal adverse effects and easy application. This neurostimulation method has a promising future to improve pain therapy, treatment of neuropsychiatric disorders, and physical rehabilitation.
Current studies demonstrate the benefits of using tDCS over consecutive multiple sessions. However, the daily displacement to the specialized centers, travel costs, and disruptions to daily activities are some of the difficulties faced by patients. Thus, to be more comfortable, easy-to-use, and not disrupt daily commitments, a home-based tDCS was designed. Therefore, the objective of this study was to evaluate the feasibility of a portable tDCS device for home use in healthy subjects and fibromyalgia patients.
Despite increased tDCS use and a reasonably large body of research on the effects across a range of clinical conditions, there is a limited amount of research on developing secure devices that guarantee the dose and contain a block system to avoid excessive use. Therefore, we used a tDCS device with a security system to permit daily use for 20 minutes with a minimal interval of 12 hours between sessions. A programmer preconfigures the equipment, which has a neoprene cap that allows the electrode positions in any assembly, according to individualized protocols for treatments or research. After, researchers can assess the effectiveness of treatment, and its adherence using information kept in the device software.
Results suggest that the device is feasible for home use, with proper monitoring of adherence and contact impedance. There were reports of a few adverse effects, which do not differ from those reported in the literature in studies with the treatment under direct supervision.

This study provides an updated home-based tDCS protocol that enables subjects to receive the beneficial effects of tDCS at home with an easy to use device with settings to control the use and dosage, enhancing the feasibility for long-term use at home.

Home-Based Transcranial Direct aktuelle Stimulation Device-Entwicklung: Eine aktualisierte Protokoll verwendet zu Hause in gesunden Probanden und Patienten mit Fibromyalgie

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation (NIBS) method, which modulates the membrane potential of neurons in the ...

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 ...

Estimating Bilateral Atrial Function by Cardiovascular Magnetic Resonance Feature Tracking in Patients with Paroxysmal Atrial Fibrillation

Atrial fibrillation (AF) is the most common form of arrhythmia. Atrial remodeling is considered the most critical mechanism for the presence and development of atrial fibrillation. Also, atrial remodeling can lead to the enlargement and dysfunction of the left atrium (LA), resulting in thrombosis and heart failure. Functional changes in left atrial strain and strain rate occur before structural alterations and are closely associated with structural remodeling and left atrial fibrosis. These parameters are sensitive biomarkers for atrial function. Cardiac magnetic resonance feature tracking (CMR-FT) is a novel, non-invasive, post-processing technique that can evaluate left atrial strain and strain rate. The CMR-FT was utilized in this investigation to assess the bilateral atrium strain rate in individuals with paroxysmal AF. Modifications in each segmental strain were evaluated using segmental analysis. The CMR-FT is recommended for non-invasive evaluations in the clinical assessment of atrial strain among existing strain imaging techniques. Further, it is a flexible parameter measurement with good reproducibility, high soft-tissue resolution, and post-processing based on standard cine balanced steady-state free precision (bSSFP) long-axis images without requiring a new sequence acquisition.

The atrial function is associated with the strain and strain rate. The cardiac magnetic resonance feature tracking (CMR-FT) technique was used in this study to quantify left and right atrial global and segmental longitudinal strain and strain rate in individuals with paroxysmal atrial fibrillation.

Abschätzung der bilateralen Vorhoffunktion durch kardiovaskuläre Magnetresonanz-Feature-Tracking bei Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern

Atrial fibrillation (AF) is the most common form of arrhythmia. Atrial remodeling is considered the most critical mechanism for the presence and ...

Study Design for Navigated Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Speech Cortical Mapping

The cortical areas involved in human speech should be characterized reliably prior to surgery for brain tumors or drug-resistant epilepsy. The functional mapping of language areas for surgical decision-making is usually done invasively by electrical direct cortical stimulation (DCS), which is used to identify the organization of the crucial cortical and subcortical structures within each patient. Accurate preoperative non-invasive mapping aids surgical planning, reduces time, costs, and risks in the operating room, and provides an alternative for patients not suitable for awake craniotomy. Non-invasive imaging methods like MRI, fMRI, MEG, and PET are currently applied in presurgical design and planning. Although anatomical and functional imaging can identify the brain regions involved in speech, they cannot determine whether these regions are critical for speech. Transcranial magnetic stimulation (TMS) non-invasively excites the cortical neuronal populations by means of electric field induction in the brain. When applied in its repetitive mode (rTMS) to stimulate a speech-related cortical site, it can produce speech-related errors analogous to those induced by intraoperative DCS. rTMS combined with neuronavigation (nrTMS) enables neurosurgeons to preoperatively assess where these errors occur and to plan the DCS and the operation to preserve the language function. A detailed protocol is provided here for non-invasive speech cortical mapping (SCM) using nrTMS. The proposed protocol can be modified to best fit the patient- and site-specific demands. It can also be applied to language cortical network studies in healthy subjects or in patients with diseases that are not amenable to surgery.

Navigated repetitive transcranial magnetic stimulation is a highly efficient non-invasive tool for mapping speech-related cortical areas. It helps in designing brain surgery and speeds up the direct cortical stimulation conducted during the surgery. This report describes how to perform speech cortical mapping reliably for preoperative evaluation and research.

Studiendesign für navigierte repetitive transkranielle Magnetstimulation zur sprachkortikalen Kartierung

The cortical areas involved in human speech should be characterized reliably prior to surgery for brain tumors or drug-resistant epilepsy. The functional ...

Akupunkturstimulation der Ohren zur Linderung von Schlafstörungen bei COPD-Patienten

Auricular Acupuncture as a Traditional Chinese Medicine Therapy for Chronic Obstructive Pulmonary Disease Combined with Sleep Disorders

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a clinical syndrome characterized by persistent and irreversible airflow limitation and chronic respiratory symptoms. It has a wide spectrum of complications, and sleep disorders, as part of it, are common in severe cases, especially in elderly patients. Long-term lack of sleep may lead to the aggravation of the original disease, reducing patients' quality of life. Benzodiazepines are mainly used for symptomatic treatment of COPD combined with sleep disorders. However, such drugs have the side effect of respiratory central inhibition and could probably aggravate hypoxia symptoms. Auricular acupuncture is a special method of treating physical and psychosomatic dysfunctions by stimulating specific points in the ear. This article explains the specific methods of clinical operation of auricular acupuncture in detail, including assessment of patient eligibility, medical devices used, acupuncture points, course of treatment, post-treatment care, responses to emergencies, etc. The Pittsburgh sleep quality index (PSQI) and chronic obstructive pulmonary disease assessment scale (CAT) were used as the observational index of this method. So far, clinical reports have proved that auricular acupuncture has a definite curative effect in the treatment of COPD combined with sleep disorders, and its advantages of simple operation, few adverse reactions are worthy of further study and promotion, which provide a reference for the clinical treatment of such diseases.

Autor im Rampenlicht: Nutzung der traditionellen chinesischen Akupunktur des Ohrs zur Verbesserung von Schlafstörungen 

This protocol introduces an effective method to improve the sleep condition of patients with chronic obstructive pulmonary disease and alleviate cough symptoms by using auricular acupuncture techniques to percutaneously stimulate specific acupoints in the patients' ears.