Cette étude a été financée en partie par des subventions du NIH (NIH / NINDS R01NS060774; NIH / NICHD / NCMRR R24-08 HD050821 en sous-traitance avec l&#39;Institut de réadaptation de Chicago). L&#39;auteur remercie Craig Ditommaso, MD pour son édition et suggestions utiles.

Le protocole suivant BreEStim pourrait être appliquée à la fois pour la spasticité des fléchisseurs des doigts et gestion de la douleur neuropathique. La principale différence réside dans le placement des électrodes de surface et de réglage de l&#39;intensité de la stimulation. Ces différences sont expliquées dans le détail pour chaque application. 1. Préparation et mise en réserve <ol><li> Siège le sujet confortablement. Placez les bras et les mains confortablement sur la table de traitement. </li><li> Identifier et localiser la zone d&#39;intérêt pour le placement des électrodes de surface. <ol><li> Pour la gestion de la spasticité, palper le ventre du muscle des extenseurs des doigts et confirmer avec la stimulation électrique. </li><li> Pour la gestion de la douleur, de localiser les points d&#39;acupuncture de Neiguan et Weiguan sur l&#39;avant-bras 24 ipsilatérales sur le côté de l&#39;intérêt, par exemple, l&#39;amputation 17, ou sur le côté avec des symptômes plus, par exemple, la SCI. Neiguan est situé à environ 3-doigt largeur au-dessus du pli du poignet sur le côté palmaire d&#39;uned au milieu entre les panneaux médians et latéraux de l&#39;avant-bras (c.-à-distale 1/6 de l&#39;avant-bras) 24 (figure 3). Weiguan est la contrepartie de Neiguan, situé à la face dorsale de l&#39;avant-bras 24. </li></ol></li><li> Découper chaque électrode autocollante à environ 2 cm x 2 cm carré pour fournir focale et la stimulation électrique isolé. <ol><li> Pour la gestion de la spasticité, placer la cathode sur le ventre muscle extenseur doigt (figure 4). Fixer l&#39;anode vers un site 1 ~ 2 cm en aval de la cathode. Optimiser les sites pour l&#39;anode et la cathode lorsque suscité la réaction doigt plus grand et isolé extension avec une réponse poignet minime. </li><li> Pour la gestion de la douleur, de placer l&#39;électrode de cathode sur Neiguan, et l&#39;électrode d&#39;anode sur Weiguan. </li></ol></li><li> Connectez électrodes de surface au stimulateur électrique (Digitimer DS7A, Royaume-Uni, <a href="http://www.digitimer.com" target="_blank">www.digitimer.com</a> ). </li><li> Placez masque et sécurisé. Sélectionnez le format du masque soin visage pour s&#39;adapter à personne pour éviter les fuites d&#39;air et pour offrir un confort de port du masque (Figure 5). </li><li> Connectez masque à un système pneumotachographe (Série 1110A, Hans Rodolphe Inc; Kansas City, Missouri; <a href="http://www.rudolphkc.com" target="_blank">http://www.rudolphkc.com</a> ). </li></ol> 2. Instruction sur la respiration volontaire Respiration volontaire, notamment l&#39;inhalation volontaire, joue un rôle essentiel dans cette intervention. Inhalation volontaire est défini comme l&#39;inhalation profonde et rapide de l&#39;effort. Demandez au sujet de prendre un seul souffle isolé profonde, comme de routine respirations profondes, mais plus rapide et plus fort. Il n&#39;est pas nécessaire d&#39;effectuer l&#39;expiration volontaire précédant l&#39;inhalation forcée dans un cycle de respiration. Permettre à la personne d&#39;avoir 8 ~ 10 essais de pratique pour comprendre les instructions. 3. Stimulation électrique Settings <ol><li> Définir un stimulus électrique unique comme une seule impulsion rectangulaire de durée 0,1 ms. L&#39;intensité de la stimulation électrique est différente pour différentes applications. Depuis un seul stimulus électrique est livré à chaque fois, il n&#39;est pas nécessaire de régler le paramètre de fréquence. </li><li> Pour la gestion de la spasticité, déterminer l&#39;intensité de la stimulation électrique lorsque 1) les réponses isolées d&#39;extension des doigts sont déclenchés avec une participation minimale de réponses articulation du poignet; 2) le plus haut niveau que le sujet pouvait tolérer. La magnitude absolue de l&#39;intensité de la stimulation pourrait être différente pour différents sujets. Encourager la plus grande intensité que le sujet pouvait tolérer pour obtenir le meilleur résultat. </li><li> Pour la gestion de la douleur, permettre à la personne afin de déterminer les modifications incrémentielles de l&#39;intensité de la stimulation. L&#39;intensité de départ est zéro. Le plus haut niveau est la puissance maximale du stimulateur ou le niveau de l&#39;objet ne pouvait tolérer. Cependant, explicitement charger le subject que l&#39;inconfort ou la pénibilité, voire «agressive» de la stimulation électrique fait partie du traitement et, par conséquent, d&#39;encourager le sujet à choisir le niveau le plus élevé que le sujet pouvait tolérer. </li></ol> 4. Contrôle de la stimulation électrique <ol><li> Ecrire une mesure LabView (National Instruments, Austin, TX) programme de contrôle de la livraison de la stimulation électrique de deux façons: BreEStim et estim. </li><li> Respiration contrôlée une stimulation électrique (BreEStim) (figure 6): <ol><li> Déterminer le taux de débit de pointe pendant l&#39;inhalation volontaire, soit pendant l&#39;inhalation profonde et rapide. </li><li> Déterminer le seuil est de 40% du débit d&#39;air maximal. Fait à noter, fixer le seuil plus élevé que le débit d&#39;air pendant la respiration normale pour encourager de plus en plus vite volontaire respiration. </li><li> Ensuite, réglez la fonction de déclenchement. Lorsque le débit d&#39;air instantanée d&#39;un isolé inhalation volontaire atteint ou dépasse le seuil, ee LabView programme déclenche et fournit un stimulus électrique unique avec la durée et l&#39;intensité préréglée 16. Permettre au sujet de se reposer sur demande. </li></ol></li><li> Aléatoirement déclenchée par la stimulation électrique (estim): <ol><li> Permettre à la personne de respirer normalement sans instructions spécifiques sur la respiration. </li><li> Le programme LabView délivre de façon aléatoire un stimulus électrique unique avec une durée prédéfinie et chaque seconde intensité de 4 à 7. De même, permettre au sujet de se reposer sur demande. </li></ol></li></ol> 5. Dose de BreEStim Il est recommandé que chaque séance de traitement a de 100 à 120 stimuli BreEStim. Elle dure environ 30-40 min. 6. Enregistrement et suivi <ol><li> Assurez-vous qu&#39;il n&#39;ya pas de fuite d&#39;air du masque, car l&#39;inhalation volontaire joue un rôle important dans ce protocole. </li><li> Surveiller les signes d&#39;hypoxémie et de l&#39;hyperventilation lorsque le sujet porte un masque facial. Alreste faible, à la demande du sujet à cet effet. </li><li> Enregistrer tout effet secondaire, la tolérance de la respiration volontaire par l&#39;intermédiaire d&#39;un masque facial, et des effets psycho-sociaux. </li><li> Pour la gestion de la douleur, d&#39;enregistrer une réduction de la douleur, c&#39;est à dire, des échelles visuelles analogiques (EVA) 57 et la durée de l&#39;effet. Utilisez l&#39;EVA modifiés (RVM) afin de mieux quantifier l&#39;effet de la réduction de la douleur, c&#39;est à dire, combien la douleur est réduite et sa durée (réduction × heures). Également enregistrer l&#39;intensité moyenne pour chaque session, l&#39;intensité de la stimulation électrique varie au cours de chaque séance de traitement. </li><li> Pour la gestion de la spasticité, enregistrer la modification Ashworth Scale (MAS) Valeur du muscle cible et d&#39;autres mesures cliniques, y compris la force, la sensation et l&#39;amplitude des mouvements. </li></ol>

Méthode et appareil de respiration contrôlée simulation électrique des muscles squelettiques (inventeur: SL, en attendant la demande de brevet, 12146176).

La respiration contrôlée stimulation électrique (BreEStim), comme indiqué dans les deux cas ci-dessus, a démontré une efficacité clinique de la spasticité et après récupération de la fonction main dans les patients d&#39;AVC chroniques 16, ainsi que la gestion de la douleur neuropathique d&#39;origine centrale chez le patient ci-dessus avec une lésion de la moelle épinière ou d&#39;origine périphérique chez un patient de 17 amputation au-dessus du genou. Ce résultat amélioré clinique et larges applications cliniques de BreEStim sont attribués à son approche unique. Intervention auprès de la stimulation électrique destiné au court laps de respiration associée volontaire activation corticale et sous-corticale 40-51 pourrait augmenter son efficacité clinique par couplage physiologique intrinsèque, par exemple, des troubles respiratoires accouplement moteur pour 16 la spasticité. Dans cette intervention, une respiration volontaire devient critique, l&#39;inspiration particulièrement volontaire. L&#39;éducation pour les patients<html> sur les techniques de respiration et de la mesure précise des paramètres respiratoires (par exemple, aucune fuite d&#39;air) sont des mesures visant à prévenir l&#39;échec de l&#39;intervention BreEStim. Le protocole de nouvelle intervention - BreEStim, a quelques avantages, en plus d&#39;une meilleure efficacité et des applications plus larges. BreEStim est centrée sur le patient. BreEStim encourage la participation active des patients depuis la respiration volontaire est exigée 17. Les patients se sentent qu&#39;ils participent activement à la gestion de leur douleur, plutôt que &quot;d&#39;un participant passif à leurs propres soins&quot;. Par exemple, le patient contrôle l&#39;intensité de la stimulation électrique, en partant de zéro au plus haut niveau que le patient peut tolérer 17. Cela peut améliorer leur observance du traitement. EMG déclenché estim prévoit également la participation active 36, mais le patient ne peut pas contrôler l&#39;intensité de la stimulation électrique. ntent &quot;&gt; BreEStim prend une approche intégrative, approche systémique. Comme l&#39;a montré dans une étude antérieure 17, une douleur différente des mécanismes d&#39;adaptation sont intégrées dans un protocole, y compris la stimulation électrique, l&#39;acupuncture, la stimulation aversive, et les effets systémiques de la respiration volontaire. En tant que tel , les patients sont capables de tolérer des niveaux élevés de stimulation électrique, conduisant à des effets analgésiques améliorés. Une telle boucle de rétroaction positive (activation du système de récompense) se traduit par une plus grande efficacité clinique. L&#39;utilisation de ce intégrative, approche systémique, certains signaux de respiration volontaire pourrait également être utilisée pour identifier la fenêtre de temps des interactions entre systèmes. En tant que tel, BreEStim pourrait être appliqué à des patients souffrant de spasticité sévère. Ces patients ne sont généralement pas en mesure d&#39;effectuer une contraction volontaire, donc &quot;propres&quot; signaux EMG du muscle cible ne sont pas disponibles. Dans EMG déclenché par la stimulation électrique, les signaux EMG des muscles ciblés (&lt;em&gt; par exemple, extenseurs des doigts) sont nécessaires pour déclencher une stimulation électrique. Par conséquent, l&#39;application de l&#39;EMG déclenché ESTIM est limitée aux patients atteints de spasticité légère à modérée. BreEStim est un non-invasive, le traitement non pharmacologique. Ceci est important car les patients ont souvent besoin d&#39;une utilisation à long terme de médicaments, et la plupart des médicaments pour la douleur chronique et de la spasticité ont des effets secondaires qui peuvent parfois être très graves. Les effets secondaires possibles comprennent la dépendance, surdosage, les symptômes de sevrage et la constipation, etc Ces effets secondaires potentiels pourraient être évités dans le traitement BreEStim. BreEStim est une alternative de choix. L&#39;alternative traitement non pharmacologique avec de meilleurs effets analgésiques est important, en particulier lorsque la douleur neuropathique est difficile à gérer. Par exemple, seulement 7% des répondants ont déclaré traitement pharmacologique est efficace pour les douleurs neuropathiques suite SCI dans une enquête postale 58. En résumé, cette stimulation respiratoire axée, BreEStim, est basé sur le phénomène nouvellement découvert de couplage physiologique intrinsèque activé lors de la respiration volontaire. Le protocole BreEStim a démontré l&#39;efficacité clinique de la douleur neuropathique et la gestion de la spasticité post-AVC. D&#39;autres recherches sont nécessaires pour examiner les mécanismes sous-jacents qui interviennent dans l&#39;effet de l&#39;intervention. Surtout, il peut y avoir d&#39;autres applications qui n&#39;ont pas encore discerné.

La stimulation électrique (estim) se réfère à l&#39;application d&#39;un courant électrique aux muscles ou des nerfs pour atteindre les objectifs fonctionnels et thérapeutiques. Il a été largement utilisé dans divers milieux cliniques, par exemple, la stimulation nerveuse électrique transcutanée (TENS) pour la gestion des douleurs 1, la stimulation du nerf sciatique poplité externe pour le pied tombant 2, la stimulation électrique neuromusculaire (NMES) pour l&#39;activation et le renforcement des muscles paralysés ou affaiblis 3. Lorsque NMES est utilisé pour réaliser une tâche fonctionnelle, elle est appelée la stimulation électrique fonctionnelle (FES) 4. L&#39;électromyogramme (EMG) déclenché par la stimulation neuromusculaire a été utilisée pour augmenter l&#39;efficacité de la stimulation électrique dans la récupération motrice 5-14 et la réduction de la spasticité après un AVC 7, 15. Dans cet article, un nouveau protocole ESTIM - Respiration contrôlée par la stimulation électrique (BreEStim), est introduite, selon les résultats des recherches récentes sur le systemic effet de la respiration volontaire 16, 17. Stimulation nerveuse électrique transcutanée (TENS) est une modalité non pharmacologique pour 1 gestion de la douleur. TENS est non invasif, peu coûteux, sûr et facile à utiliser 18. TENS est généralement appliqué à des fréquences variables, intensités et durées d&#39;impulsions de stimuli pour une durée de traitement prescrite. TENS a été appliquée à une variété de conditions de douleur, notamment la douleur neuropathique. L&#39;efficacité clinique de la TENS est controversée, en particulier dans les lésions de la moelle épinière (SCI) et l&#39;amputation (voir les 1, 19, 20). Les mécanismes possibles sont la théorie du passage contrôlé 21 et la libération d&#39;opioïdes endogènes 22, 23. L&#39;acupuncture de la médecine traditionnelle chinoise est une autre modalité non pharmacologiques pour soulager la douleur. Il a été bien accepté dans la médecine occidentale 24. En acupuncture moderne, l&#39;aiguille d&#39;acupuncture traditionnelle a été remplacée par un élément de surfacectrode (ou équivalent). Une électrode est spécialisée lieu sur les points d&#39;acupuncture traditionnels et une stimulation électrique est livré. Cette modification a été appelé électro 25, 26. L&#39;acupuncture et l&#39;électro sont à la fois efficaces dans l&#39;analgésie par la libération d&#39;opioïdes endogènes 27, 28. L&#39;effet de l&#39;électro est généralement fiables, mais l&#39;effet est dépendant de l&#39;intensité et de la fréquence de stimulation électrique délivrée. Différentes fréquences de stimulation électrique générer des opioïdes endogènes différentes, et l&#39;effet analgésique est la naloxone réversible 26, 27. Récemment, il a été constaté que répétitif stimulation douloureuse (l&#39;aversion) aboutit à une atténuation significative de la douleur. L&#39;atténuation induite par la douleur n&#39;est pas la naloxone réversible 29. L&#39;intégration de ces douleurs mécanismes d&#39;adaptation (acupuncture, la stimulation électrique, agressivité) dans une intervention éventuelle nouvelle pourrait améliorer son efficacité clinique. <p class = &quot;jove_content&quot;&gt; EMG déclenchée par la stimulation neuromusculaire a été utilisé pendant de nombreuses années pour faciliter la récupération motrice après un AVC de dépréciations d&#39;extension des doigts 5-10, 12-14, 34. Récupération de la fonction main est importante pour les patients victimes d&#39;AVC, et il est encore très difficile. Environ un tiers de toutes les personnes qui subissent un accident vasculaire cérébral aura une certaine perte de valeur résiduelle de l&#39;extrémité supérieure 30-32, avec des déficiences majeures dans 33 fonction de la main. Le protocole déclenché par EMG intervention consiste NMES ouverture d&#39;une contraction volontaire des muscles extenseurs pour un mouvement spécifique jusqu&#39;à ce que l&#39;activité musculaire atteint un niveau de seuil. Dès que l&#39;activité EMG atteint un seuil cible, un stimulus électrique commence aider à faciliter les mouvements. Ce protocole d&#39;intervention est supérieur à NMES réguliers dans la récupération motrice 6, 7. Chae et 35 Yu a déclaré que toutes les études randomisées et contrôlées ont rapporté une amélioration de la fonction motrice à l&#39;aide de cette interventionprotocole, d&#39;intensité légère à modérée patients ayant une déficience améliorer le plus. Il est fort probable que cette intervention tire profit de la participation active des patients (en fixant un seuil cible EMG) et il en résulte des changements mesurables dans la récupération ainsi que les changements documentés dans le cortex 6, 7. Ceci est confirmé par une étude récente que l&#39;IRM fonctionnelle a montré une augmentation significative de l&#39;intensité corticale dans le cortex somatosensoriel ipsilatérale après traitement dans le groupe NMES, en comparaison avec le groupe contrôle 36. En outre, la stimulation électrique peut aussi aider à réduire la spasticité post-AVC 7, 15, mais l&#39;effet est de courte durée, environ 30 minutes après estim 37. En revanche, notre invention récente de la respiration contrôlée stimulation électrique (BreEStim) a un effet durable sur la réduction de la spasticité, même après une seule séance de traitement 16. La respiration humaine est un acte moteur tout à fait unique. Ilpeut être contrôlé par réflexe (respiration automatique), par exemple, pendant le sommeil, et aussi volontairement en cas de besoin (une respiration volontaire), par exemple, le chant, la parole, etc Pendant la respiration volontaire, les humains ont besoin de supprimer volontairement contrôle autonome de respiration à travers l&#39;activation corticale volontaire ( le &quot;centre respiratoire corticale») 38, 39. Des études d&#39;imagerie cérébrale ont démontré 40-51 vaste respiratoires liées à l&#39;implication des aires corticales bilatérale, y compris le cortex moteur primaire (M1), le cortex prémoteur, l&#39;aire motrice supplémentaire, le cortex somatosensoriel primaire et secondaire, l&#39;insula, le cortex cingulaire antérieur et l&#39;amygdale et le cortex préfrontal dorsolatéral. L&#39;insula est connu pour avoir des liens solides au tronc cérébral centres et est impliqué dans 52 traitement de la douleur. Pendant la respiration autonome, l&#39;inspiration est actif alors que l&#39;expiration est passive, principalement en s&#39;appuyant sur la force de recul de la paroi thoracique. De même, volitifl&#39;inspiration active plus respiratoire liée aires corticales et sous-corticales si on les compare à l&#39;expiration volontaire 46. Ces aires corticales et sous-corticales activées lors de la respiration volontaire sont également impliqués dans différentes fonctions telles que 53, le tonus musculaire, de la douleur, de la posture, de l&#39;humeur, de la parole, etc Par conséquent, il n&#39;est pas déraisonnable d&#39;associer les interactions à respirer avec modulation d&#39;autres fonctions. Récemment, nous avons découvert qu&#39;il existe des interactions entre les systèmes respiratoire et du moteur lors de la respiration volontaire. Plus précisément, il existe un doigt d&#39;extension-inspiration accouplement 16, 54-56. Lorsque la stimulation électrique est fournie aux extenseurs des doigts pendant la phase inspiratoire de la respiration volontaire, un effet à long terme de réduction de la spasticité des fléchisseurs doigt (tonus musculaire) chez les patients AVC en phase chronique est observée 16. Dans une autre étude 17, tir douleur fantôme chez un patient avec un haut-le-knamputation ee a disparu après le traitement BreEStim, mais est réapparu 28 jours plus tard après avoir reçu une stimulation électrique soutenue par inadvertance. Cette étude de cas offre une occasion unique de comprendre que la composante affective des stimuli nocifs de la douleur neuropathique (douleur fantôme de tir) a été modifiée par le traitement BreEStim, mais puis re-déclenché par une stimulation accidentelle. Ces observations de ton et de réduction de la douleur ont démontré que la respiration volontaire, source d&#39;inspiration, en particulier, pourraient être intégrées dans un paradigme de stimulation électrique pour améliorer son efficacité dans le traitement de la douleur neuropathique et de la spasticité post-AVC. Présentations de cas Cas n ° 1: Gestion de la spasticité post-AVC Le patient était de 69 ans de sexe masculin qui a eu une hémiplégie droite consécutive à une course de 22 mois. Il a été médicalement stable et avait été libéré des soins ambulatoires physique et profesprogrammes de thérapie nelles. Aucun résultat imagerie cérébrale étaient disponibles au moment de l&#39;expérimentation. Il avait la faiblesse de son côté droit, mais était capable de marcher de façon autonome sans un appareil fonctionnel. Il avait résiduelle flexion des doigts volontaire et de vulgarisation, mais avec une gamme limitée de mouvement actif à sa droite métacarpophalangiennes (MCP), de 90 ° à 70 ° de flexion MCP, c&#39;est à dire, pas en mesure d&#39;ouvrir suffisamment sa main et les doigts pour une utilisation fonctionnelle. Le tonus musculaire des fléchisseurs des doigts ses droits a été modérément augmenté. Echelle modifiée d&#39;Ashworth (MAS) est 1 +. Sensation de sa main droite et les doigts, cependant, était intact au toucher léger. Il a reçu environ un BreEStim de 30 min pour les extenseurs des doigts. Son spasticité des fléchisseurs doigt diminué au minimum (MAS = 0) et l&#39;extension doigt volontaire est devenue presque normale immédiatement après le traitement. Ce patient a retrouvé sa fonction main aussi bien. Il a indiqué qu&#39;il pourrait couper la viande avec un couteau et chemises de bouton en utilisant sa main avec facultés affaiblies. More frappante, la reprise conservé au moins 8 semaines au cours des visites de suivi (figure 1). Cas 2: Gestion de la douleur neuropathique Le patient était de 40 ans de sexe masculin qui a subi une lésion de la moelle épinière il ya 4,5 années dans un accident de véhicule à moteur, ce qui entraîne T8 ASIE Une lésion de la moelle épinière. Le patient se plaint d&#39;une douleur neuropathique au niveau des blessures, tandis qu&#39;il n&#39;avait pas d&#39;autres problèmes médicaux actifs. Il avait été stable sur un régime de douleur pendant 2 semaines avant le traitement. Il a reçu estim (une séance par jour pendant cinq jours consécutifs) d&#39;abord, attendu 1 semaine en tant que lavage, puis a reçu BreEStim avec la même dose (une séance par jour pendant 5 jours consécutifs). Chaque séance de traitement se composait de 120 stimuli (estim ou BreEStim). Les électrodes de surface ont été placés sur les points d&#39;acupuncture (Neiguan et Weiguan) de l&#39;avant-bras droit. Mise à jour échelle visuelle analogique (MVA) a été utilisé pour comparer l&#39;effet de chaque intervention (ESTIM et BreEStim). Comme shosentée en figure 2, BreEStim eu un plus grand effet de réduction de la douleur estim, sauf pour le Jour 2 au cours BreEStim lorsque le patient a eu une infection des voies urinaires (IVU) qui a été traitée avec succès par des antibiotiques. L&#39;intensité de la stimulation électrique était similaire entre les estim et BreEStim (Figure 2). Il a toléré les deux interventions bien (intensité maximale de sortie du stimulateur a été utilisé), même pendant l&#39;UTI. Pendant toute la période expérimentale (4 semaines), le sujet a maintenu la même dose et le calendrier des médicaments contre la douleur. Les deux séances de traitement et BreEStim estim ont été réalisées dans le même temps de la journée (entre 11 h à midi), tels que les changements dans l&#39;évaluation de la douleur pourrait être attribué à des effets de stimulation et de la variation diurne pas.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom de réactif / Matériel </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> Stimulateur électrique </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> Pneumotachographe système </td><td> Hans Rodolphe Inc </td><td> Série 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

La stimulation électrique (estim) se réfère à l&#39;application d&#39;un courant électrique aux muscles ou des nerfs pour atteindre les objectifs fonctionnels et thérapeutiques. Il a été largement utilisé dans divers contextes cliniques. Sur la base de récentes découvertes concernant les effets systémiques de la respiration volontaire et intrinsèques des interactions entre les systèmes physiologiques lors de la respiration volontaire, un nouveau protocole estim, respiration contrôlée stimulation électrique (BreEStim), a été développé pour augmenter les effets de la stimulation électrique. En BreEStim, un stimulus unique impulsion électrique est déclenchée et livré à la zone cible lorsque le débit d&#39;air d&#39;une inspiration isolé volontaire atteint le seuil. BreEStim intègre les interactions physiologiques intrinsèques qui sont activées lors de la respiration volontaire et a démontré une excellente efficacité clinique. Deux applications représentatives de BreEStim sont déclarés avec les protocoles détaillés: la gestion de la post-AVC doigt flexibleou spasticité et la douleur neuropathique chez lésion de la moelle épinière.

La respiration contrôlée stimulation électrique (BreEStim) a démontré une excellente efficacité clinique dans la gestion de la douleur neuropathique chez les lésions de la moelle épinière et spasticité post-AVC fléchisseur doigt. Réduction de la spasticité après le traitement BreEStim dépend de la sévérité des conditions de prétraitement. Comme le montre la figure 1, la spasticité des fléchisseurs doigt a été considérablement réduite après traitement BreEStim. Spasticité des fléchisseurs des doigts a été réduit de 1 + MAS au minimum (MAS = 0). Le patient est capable d&#39;ouvrir sa main et les doigts pour une utilisation fonctionnelle. Il est important de noter que les patients peuvent ne pas avoir le même degré de réduction de la spasticité et une amélioration fonctionnelle. Chez un patient présentant une spasticité des fléchisseurs doigt sévère (MAS = 3) et sans extension du doigt résiduelle volontaire (comme le montre la figure 4), la spasticité des fléchisseurs doigt a été réduit à MAS = 1. Cela rend plus facile pour le patient de varier ses doigts, mais ne restaure pas l&#39;utilisation fonctionnelle de son hand. BreEStim démontre également les effets de réduction de meilleure qualité et plus de douleur. Figure 2 montre que, avec la même intensité de la stimulation électrique, BreEStim a un meilleur résultat que la stimulation électrique régulière. Cependant, BreEStim n&#39;a pas d&#39;incidence sur les scores de douleur lors du Jour 2, lorsque le patient a eu une infection des voies urinaires. Ceci suggère que BreEStim n&#39;a pas d&#39;effet sur la réduction de la douleur quand la douleur est compliquée par l&#39;infection. Respiration volontaire joue un rôle clé dans BreEStim. Il est important de choisir un masque qui s&#39;adapte le patient (figure 5) pour éviter les fuites d&#39;air. Le débit d&#39;air est relativement faible au cours de la respiration normale (1,6 litre / sec, la figure 6). Force inhalation volontaire pourrait augmenter considérablement le débit d&#39;air (environ 8 litres / sec). Placement des électrodes de surface est également importante. Comme il est décrit en détail et illustré à la figure 3 et la figure 4, le placement de la douleuret la gestion de la spasticité est différent. Il est nécessaire de noter que la localisation des corps musculaire des extenseurs des doigts peut changer à la suite de l&#39;atrophie, une déformation après un AVC. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig1.jpg" /> Figure 1. Comparaison des postures de la main de pré-et post-BreEStim. Le patient AVC pourrait ouvrir sa main après BreEStim. <img alt="Figure 2" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50077/50077fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig2.jpg" /> Figure 2. Comparaison des effets BreEStim et ESTIM sur la réduction de la douleur. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig3.jpg" /> Figure 3. Emplacement des Neiguan. Remarque, Waiguan est la contrepartie de Neiguan sur leface dorsale de l&#39;avant-bras. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig4.jpg" /> Figure 4. Placement des électrodes de surface sur les extenseurs des doigts. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig5.jpg" /> Figure 5. Un patient pendant BreEStim. Les électrodes de surface sont placées sur Neiguan et Waiguan. <img alt="Figure 6" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50077/50077fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig6.jpg" /> Figure 6. Mesure en temps réel du débit d&#39;air durant l&#39;inspiration volontaire et l&#39;inspiration de repos. Notez que le débit d&#39;air est beaucoup plus élevé pendant l&#39;inspiration volontaire que l&#39;inspiration de repos. Il est à noter que la respiration du patient a été interrompupar une stimulation électrique.

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

Le but est de présenter une nouvelle méthode, la respiration de contrôle de la stimulation électrique (BreEStim) pour la gestion de la douleur neuropathique et la spasticité.

La respiration contrôlée stimulation électrique (BreEStim) pour la gestion de la douleur neuropathique et la spasticité

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

breathing-controlled-electrical-stimulation-breestim-for-management

Research

JoVE Journal

Medicine

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

22.8K vues.  University of Texas Health Science Center at Houston. Le but est de présenter une nouvelle méthode, la respiration de contrôle de la stimulation électrique (BreEStim) pour la gestion de la douleur neuropathique et la spasticité.

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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.

Programmé stimulation électrique chez la souris

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

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Médecine

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.

Un modèle murin de la formation du muscle par stimulation neuromusculaire électrique

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.

Le nerf sciatique menottes modèle de douleur neuropathique chez les souris

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.

Constriction chronique blessures de orbitaire du nerf de la Rat (ion-CCI) d&#39;étudier trijumeau douleur neuropathique

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.

Stimulation sous-cutanée du champ nerveux trigéminique pour la douleur faciale réfractaire

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).

Technique mise à jour pour la stimulation électrique transcrânienne fiable, facile et tolérée comprenant la stimulation directe transcrânienne de courant

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.

Ligature partielle du nerf sciatique : un modèle murin de douleur neuropathique chronique pour étudier l’effet antinociceptif de nouvelles thérapies

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

Technique d’échographie gastrique pour atténuer le risque d’aspiration périprocédurale

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.

Pleins feux sur l’auteur : Échographie au point de service pour l’évaluation du contenu gastrique et la stratification du risque dans les soins périopératoires 

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.

Échographie au point de service gastrique chez l’adulte : acquisition et interprétation d’images

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