Questo studio è stato sostenuto in parte da sovvenzioni NIH (NIH / NINDS R01NS060774; NIH / NICHD / NCMRR HD050821 R24-08 in subappalto con Rehabilitation Institute of Chicago). L&#39;autore ringrazia Craig Ditommaso, MD per la sua modifica e suggerimenti utili.

Il seguente protocollo BreEStim potrebbe essere applicato sia per la spasticità dei flessori delle dita e la gestione del dolore neuropatico. La differenza principale risiede nel posizionamento superficie dell&#39;elettrodo e la regolazione dell&#39;intensità di stimolazione. Queste differenze sono spiegate in dettaglio per ogni applicazione. 1. Oggetto Preparazione e configurazione <ol><li> Sede il soggetto comodamente. Posizionare le braccia e le mani comodamente sul tavolo di trattamento. </li><li> Identificare e localizzare l&#39;area di interesse per il posizionamento superficie dell&#39;elettrodo. <ol><li> Per la gestione della spasticità, palpare il ventre muscolare degli estensori delle dita e confermare con stimolazione elettrica. </li><li> Per la gestione del dolore, individuare i punti di agopuntura Neiguan e Weiguan sull&#39;avambraccio 24 ipsilaterali al lato di interesse, ad esempio, amputazione, 17 o sul lato con più sintomi, ad esempio, SCI. Neiguan si trova a circa 3 dita larghezza sopra la piega del polso sul lato volare und nel mezzo tra schede mediale e laterale dell&#39;avambraccio (cioè, distale 1/6 dell&#39;avambraccio) 24 (Figura 3). Weiguan è la controparte di Neiguan, si trova nella parte dorsale dell&#39;avambraccio 24. </li></ol></li><li> Tagliare ogni autoadesivo elettrodo a circa un x 2cm 2 centimetri quadrati di fornire focale e isolati stimolazione elettrica. <ol><li> Per la gestione della spasticità, posizionare il catodo sulla pancia muscolo estensore delle dita (Figura 4). Collegare l&#39;anodo di un sito 1 ~ 2 cm distalmente al catodo. Ottimizzare i siti per l&#39;anodo e il catodo quando suscitare la più grande e isolato risposta estensione delle dita con una risposta polso minimo. </li><li> Per la gestione del dolore, posizionare l&#39;elettrodo di catodo Neiguan, e l&#39;elettrodo di anodo Weiguan. </li></ol></li><li> Collegare gli elettrodi di superficie allo stimolatore elettrico (Digitimer DS7A, Regno Unito, <a href="http://www.digitimer.com" target="_blank">www.digitimer.com</a> ). </li><li> Posizionare e sicuro maschera facciale. Selezionare il formato della maschera attentamente per adattarsi faccia dell&#39;individuo per impedire perdite di aria e per fornire comodità di indossare la maschera (Figura 5). </li><li> Collegare maschera facciale ad un sistema pneumotacografo (Serie 1110a, Hans Rodolph Inc, Kansas City, Missouri, <a href="http://www.rudolphkc.com" target="_blank">http://www.rudolphkc.com</a> ). </li></ol> 2. Istruzione sulla respirazione volontaria Respirazione volontaria, in particolare l&#39;inalazione volontaria, svolge un ruolo fondamentale in questo intervento. Inalazione volontaria è definita come faticoso profonda inspirazione e veloce. Chiedere al soggetto di prendere un singolo respiro isolato profondo, simile a quello di routine respiri profondi, ma più veloce e più forte. Non vi è alcuna necessità di eseguire espirazione volontaria precede inalazione forzata in un ciclo di respirazione. Permettere al soggetto di avere 8 ~ 10 prove pratiche per capire le istruzioni. 3. Stimolazione elettrica Settings <ol><li> Impostare un singolo stimolo elettrico come un unico impulsi a onda quadra con durata 0,1 ms. L&#39;intensità di stimolazione elettrica è differente per differenti applicazioni. Poiché un singolo stimolo elettrico viene consegnato ogni volta, non è necessario impostare il parametro di frequenza. </li><li> Per la gestione della spasticità, determinare l&#39;intensità della stimolazione elettrica quando 1) risposte isolate di estensione delle dita sono sollecitati con un coinvolgimento minimo delle risposte comuni da polso, 2) il livello più alto che il soggetto poteva tollerare. La magnitudine assoluta di intensità di stimolazione può essere diverso per soggetti diversi. Favorire la massima intensità che il soggetto potrebbe tollerare per ottenere il miglior risultato. </li><li> Per la gestione del dolore, permettono al soggetto di determinare variazioni incrementali della intensità di stimolazione. L&#39;intensità iniziale è zero. Il livello più alto è l&#39;uscita massima dello stimolatore o il livello del soggetto poteva tollerare. Tuttavia, in modo esplicito istruire il subject che disagio o dolore, anche &quot;avversione&quot; di stimolazione elettrica è parte del trattamento, pertanto, incoraggiare il soggetto a selezionare il livello più alto che il soggetto poteva tollerare. </li></ol> 4. Controllo della stimolazione elettrica <ol><li> Scrivi una personalizzata LabView (National Instruments, Austin, TX), programma per controllare l&#39;erogazione della stimolazione elettrica in due modi: BreEStim e Stima. </li><li> Respirazione controllata stimolazione elettrica (BreEStim) (Figura 6): <ol><li> Determinare la velocità di picco del flusso d&#39;aria durante l&#39;inalazione volontaria, cioè, durante l&#39;inalazione profonda e veloce. </li><li> Determinare la soglia che è del 40% flusso d&#39;aria di picco. Da segnalare, impostare la soglia superiore al tasso del flusso d&#39;aria durante la respirazione normale per incoraggiare più profonda e rapida respirazione volontaria. </li><li> Quindi, impostare la funzione di trigger. Quando la velocità del flusso d&#39;aria istantanea di un isolato inalazione volontaria raggiunge o supera la soglia, the LabView programma attiva e fornisce un singolo stimolo elettrico con durata prefissata e intensità 16. Lasciare che il soggetto a riposo su richiesta. </li></ol></li><li> Casualmente-triggered stimolazione elettrica (Estim): <ol><li> Lasciare che il soggetto a respirare normalmente, senza istruzioni specifiche sulla respirazione. </li><li> Il programma LabView offre a caso un singolo stimolo elettrico con durata prefissata e intensità ogni 4 a 7 sec. Analogamente, consentire al soggetto di riposare su richiesta. </li></ol></li></ol> 5. Dose di BreEStim Si raccomanda che ogni sessione di trattamento ha 100-120 stimoli BreEStim. Dura circa 30-40 min. 6. Registrazione e monitoraggio <ol><li> Assicurarsi che non vi siano perdite d&#39;aria dalla maschera, dal momento che l&#39;inalazione di volontariato svolge un ruolo importante in questo protocollo. </li><li> Monitorare segni di ipossiemia e iperventilazione quando il soggetto indossa maschera facciale. Albassa di riposo su richiesta del soggetto per questo scopo. </li><li> Registrare qualsiasi effetto collaterale, la tolleranza della respirazione volontaria attraverso una maschera, e gli eventuali effetti psico-sociali. </li><li> Per la gestione del dolore, registrare qualsiasi riduzione del dolore, cioè, punteggi visive analogiche (VAS) 57 e la durata dell&#39;effetto. Utilizzare i VAS modificati (MVAs) di quantificare ulteriormente l&#39;effetto di riduzione del dolore, vale a dire, quanto dolore è ridotto e per quanto tempo dura (riduzione moltiplicate per le ore). Anche registrare l&#39;intensità media per ogni sessione, dato che l&#39;intensità di stimolazione elettrica varia durante ogni sessione di trattamento. </li><li> Per la gestione della spasticità, registrare la Modified Ashworth Scale (MAS) il valore del muscolo bersaglio e di altre misure cliniche, tra cui la forza, la sensazione, e la gamma di movimento. </li></ol>

Metodo e apparato di respirazione controllata simulazione elettrica per i muscoli scheletrici (inventore: SL, in attesa di brevetto, la domanda numero 12146176).

Respirazione controllata stimolazione elettrica (BreEStim), come mostrato in questi due casi, ha dimostrato efficacia clinica nella gestione spasticità e successivo recupero della funzione della mano in pazienti con ictus cronici 16, nonché la gestione del dolore neuropatico di origine centrale nel paziente sopra con una lesione del midollo spinale o di origine periferica in un paziente con sopra il ginocchio 17 amputazione. Questo risultato clinico migliore e più ampie applicazioni cliniche della BreEStim è attribuita al suo approccio unico. Intervento con la stimolazione elettrica destinato al breve lasso di respirazione volontaria-associato attivazione corticale e sottocorticale 40-51 potrebbe aumentare la sua efficacia clinica via intrinseca accoppiamento fisiologico, ad esempio, respiratorio-attacco motore per la gestione della spasticità 16. In questo intervento, la respirazione volontaria diventa critica, in particolare ispirazione volontaria. Istruzione per i pazienti<html> su tecniche di respirazione corretta e la misurazione accurata dei parametri respiratori (per esempio, nessuna perdita d&#39;aria) sono misure per prevenire l&#39;insuccesso dell&#39;intervento BreEStim. Il nuovo protocollo di intervento - BreEStim, presenta alcuni vantaggi, oltre a una migliore efficacia e applicazioni più ampie. BreEStim è centrata sul paziente. BreEStim incoraggia un impegno attivo dei pazienti in quanto la respirazione volontaria è necessario 17. I pazienti sentono di partecipare attivamente alla gestione del loro dolore, piuttosto che &quot;un partecipante passivo nella propria cura&quot;. Per esempio, il paziente controlla l&#39;intensità di stimolazione elettrica, partendo da zero al massimo livello che il paziente possa tollerare 17. Questo può migliorare la loro aderenza al trattamento. EMG-triggered Stima coinvolge anche la partecipazione attiva 36, ma il paziente non è in grado di controllare l&#39;intensità della stimolazione elettrica. S copi &quot;&gt; BreEStim prende un integrativo, approccio sistemico. Come dimostrato in un precedente studio 17, dolore diversi meccanismi di adattamento sono integrati in un unico protocollo, tra cui la stimolazione elettrica, l&#39;agopuntura, la stimolazione spiacevole, e gli effetti sistemici della respirazione volontaria. In quanto tale , i pazienti sono in grado di tollerare alti livelli di stimolazione elettrica, portando un incremento degli effetti analgesici. Tale circuito di retroazione positiva (attivazione del sistema di ricompensa) traduce in una maggiore efficacia clinica. Usando questo integrativo, approccio sistemico, certi segnali di respirazione volontaria potrebbe anche essere utilizzato per identificare la finestra temporale delle interazioni tra sistemi. Come tale, BreEStim potrebbe essere applicata a pazienti con grave spasticità. Questi pazienti di solito non sono in grado di eseguire contrazione volontaria, così &quot;pulite&quot; segnali EMG dal muscolo bersaglio non sono disponibili. In EMG-innescato stimolazione elettrica, segnali EMG dai muscoli target (&lt;em&gt; ad esempio, estensori delle dita) sono necessari per innescare la stimolazione elettrica. Di conseguenza, l&#39;applicazione di EMG-triggered Stima è limitata ai pazienti con lieve o moderata spasticità. BreEStim è un non-invasiva, trattamento non farmacologico. Questo è fondamentale perché i pazienti spesso richiedono un uso a lungo termine di farmaci, e la maggior parte dei farmaci per il dolore cronico e la spasticità hanno effetti collaterali che a volte possono essere molto gravi. I possibili effetti collaterali comprendono dipendenza, sovradosaggio, i sintomi di astinenza, e costipazione, ecc Questi effetti collaterali potrebbero essere evitate nel trattamento BreEStim. BreEStim è una scelta alternativa. L&#39;alternativa non farmacologiche con migliori effetti analgesici è importante, soprattutto quando il dolore neuropatico è difficile da gestire. Ad esempio, solo il 7% dei responders ha riferito trattamento farmacologico è efficace per il dolore neuropatico in seguito SCI in un sondaggio postale 58. In sintesi, questa respirazione-driven stimolazione, BreEStim, si basa sul fenomeno recentemente scoperto di accoppiamento intrinseco fisiologico attivato durante la respirazione volontaria. Il protocollo BreEStim ha dimostrato efficacia clinica per il dolore neuropatico e post-ictus gestione spasticità. Ulteriore ricerca è garantito a studiare meccanismi sottostanti che mediano l&#39;effetto dell&#39;intervento. Soprattutto, vi possono essere altre applicazioni che non hanno ancora percepibili.

Stimolazione elettrica (Stima) si riferisce alla applicazione di corrente elettrica ai muscoli o nervi per conseguire obiettivi funzionali e terapeutiche. E &#39;stato ampiamente utilizzato in diversi contesti clinici, ad esempio, la stimolazione nervosa elettrica transcutanea (TENS) per il dolore di gestione 1, la stimolazione del nervo peroneo per la caduta del piede 2, stimolazione elettrica neuromuscolare (NMES) per l&#39;attivazione e il rafforzamento dei muscoli paralizzati o indeboliti 3. Quando NMES viene utilizzato per ottenere un compito funzionale, è definito stimolazione elettrica funzionale (FES) 4. Elettromiogramma (EMG)-attivato stimolazione neuromuscolare è stato usato per aumentare l&#39;efficacia della stimolazione elettrica in recupero motorio 5-14 e riduzione spasticità dopo ictus 7, 15. In questo lavoro, un nuovo protocollo Stima - Respirazione controllata stimolazione elettrica (BreEStim), viene introdotto, in base ai risultati della recente ricerca in systemic effetto della respirazione volontaria 16, 17. Stimolazione nervosa elettrica transcutanea (TENS) è un non-farmacologico modalità per la gestione del dolore 1. TENS è non invasivo, economico, sicuro e facile da usare 18. TENS di solito è applicata a frequenze diverse, intensità, e durata di impulso di stimoli per un tempo di trattamento prescritto. TENS è stato applicato ad una varietà di condizioni di dolore, compreso il dolore neuropatico. L&#39;efficacia clinica della TENS è controverso, in particolare nelle lesioni del midollo spinale (SCI) e l&#39;amputazione (vedi Recensioni 1, 19, 20). I meccanismi possibili sono la teoria di gate di controllo 21 e il rilascio di oppioidi endogeni 22, 23. Agopuntura dalla Medicina Tradizionale Cinese è un altro non-farmacologico modalità per la gestione del dolore. E &#39;stato ben accolto in Medicina Occidentale 24. In agopuntura moderna, l&#39;ago di agopuntura tradizionale è stato sostituito da un elemento di superficiectrode (o equivalente). Un elettrodo specializzata è posto su punti di agopuntura tradizionali e una stimolazione elettrica viene erogata. Questa modifica è stato definito electroacupuncture 25, 26. Agopuntura Ago e elettroagopuntura sono entrambi efficaci nel analgesia attraverso il rilascio di oppioidi endogeni 27, 28. L&#39;effetto di elettroagopuntura è di solito affidabile, tuttavia l&#39;effetto dipende dall&#39;intensità e dalla frequenza di stimolazione elettrica consegnato. Diverse frequenze di stimolazione elettrica generano oppioidi endogeni diversi, e l&#39;effetto analgesico è naloxone reversibile 26, 27. Recentemente, è stato trovato che la stimolazione ripetitiva dolorosa (avversione) porta ad attenuazione dolore significativo. L&#39;attenuazione del dolore indotto non-naloxone reversibile 29. L&#39;integrazione di questi meccanismi di adattamento del dolore (agopuntura, stimolazione elettrica, avversione) in un nuovo eventuale intervento potrebbe migliorare la sua efficacia clinica. 5-10, 12-14, 34. Recupero della funzionalità della mano è importante per pazienti colpiti da ictus, ed è ancora molto impegnativo. Circa un terzo di tutte le persone che soffrono di un ictus avrà qualche valore residuo degli arti superiori 30-32, con problemi maggiori funzione della mano 33. L&#39;EMG-triggered protocollo di intervento NMES comporta l&#39;inizio di una contrazione volontaria dei muscoli estensori di un movimento specifico fino a quando l&#39;attività muscolare raggiunge un livello di soglia. Appena l&#39;attività EMG raggiunge una soglia bersaglio, uno stimolo elettrico assistere inizia a facilitare i movimenti. Questo protocollo di intervento è superiore a NMES regolari nel motore di recupero 6, 7. Chae e Yu 35 stabiliva che tutti gli studi controllati randomizzati hanno riportato un miglioramento della funzione motoria con questo interventoprotocollo, con lieve a pazienti moderatamente alterata migliorare di più. È molto probabile che questo intervento si avvale di un impegno attivo dei pazienti (fissando una soglia obiettivo EMG) e questo si traduce in cambiamenti misurabili nel recupero così come i cambiamenti documentati nella corteccia 6, 7. Questo è supportato da un recente studio RM funzionale che ha mostrato un significativo aumento dell&#39;intensità corticale nella corteccia ipsilaterale somatosensoriale dopo il trattamento nel gruppo NMES, rispetto al gruppo di controllo 36. Inoltre, la stimolazione elettrica può anche contribuire a ridurre la spasticità post-ictus 7, 15, ma l&#39;effetto è di breve durata, circa 30 minuti dopo estim 37. Al contrario, la nostra invenzione recente di respirazione controllata stimolazione elettrica (BreEStim) ha un effetto duraturo sulla riduzione spasticità, anche dopo una singola sessione di trattamento 16. Respirazione umana è un atto motorio molto particolare. Essapuò essere controllato riflessivamente (respirazione automatica), per esempio, durante il sonno, e anche volontariamente quando necessario (respirazione volontaria), ad esempio, il canto, la parola, ecc Durante la respirazione volontaria, gli esseri umani hanno bisogno di sopprimere volontariamente il controllo autonomo di respirazione e volontaria di attivazione corticale ( il &quot;centro respiratorio corticale&quot;) 38, 39. Studi di imaging cerebrale hanno dimostrato 40-51 vasta respiratoria legata coinvolgimento di aree corticali bilateralmente, tra cui la corteccia motoria primaria (M1), la corteccia premotoria, l&#39;area motoria supplementare, la corteccia somatosensoriale primaria e secondaria, l&#39;insula, la corteccia cingolata anteriore e l&#39;amigdala e la corteccia prefrontale dorsolaterale. L&#39;insula è noto per avere forti legami di centri tronco cerebrale ed è coinvolto nella elaborazione del dolore 52. Durante la respirazione autonomo, l&#39;ispirazione è attivo, mentre la scadenza è passivo, soprattutto contando sulla forza di rinculo della parete toracica. Allo stesso modo, volitivoispirazione più attiva respiratorie legate aree corticali e subcorticali se confrontati con scadenza volitivo 46. Queste aree corticali e subcorticali attivati ​​durante la respirazione volontaria, sono anche coinvolti in diverse funzioni 53, come ad esempio il tono muscolare, il dolore, la postura, l&#39;umore, discorso, ecc Pertanto, non è irragionevole associare interazioni a respirare con la modulazione di altre funzioni. Di recente, abbiamo scoperto che esistono interazioni tra sistema respiratorio e del motore durante la respirazione volontaria. In particolare, vi è un dito estensione-ispirazione accoppiamento 16, 54-56. Quando la stimolazione elettrica viene consegnato gli estensori delle dita durante la fase inspiratoria della respirazione volontaria, di un effetto duraturo di riduzione della spasticità dei flessori delle dita (tono muscolare) in paziente con ictus cronico si osserva 16. In un altro studio 17, le riprese dolore fantasma in un paziente con un above-the-knamputazione ee scomparso dopo il trattamento BreEStim, ma riapparve 28 giorni più tardi, dopo aver ricevuto una stimolazione elettrica sostenuta accidentalmente. Questo caso rappresenta un&#39;opportunità unica per capire che la componente affettiva degli stimoli nocivi di dolore neuropatico (tiro dolore fantasma) è stato modificato dal trattamento BreEStim, ma poi ri-attivato da una stimolazione accidentale. Queste osservazioni di tono e di riduzione del dolore hanno dimostrato che la respirazione volontaria, ispirazione in particolare, potrebbe essere integrato in un paradigma di stimolazione elettrica per migliorare la sua efficacia nel controllo del dolore neuropatico e post-ictus gestione spasticità. Caso Presentazioni Caso 1: Dopo l&#39;attacco di gestione spasticità Il paziente era a 69 anni-vecchio maschio che aveva emiplegia destra secondaria a un ictus 22 mesi fa. E &#39;stato clinicamente stabili ed era stato dimesso ambulatoriale fisica e profesprogrammi di terapia aziendali o professionali. Nessun risultato brain imaging erano disponibili al momento di esperimenti. Aveva debolezza sul suo lato destro, ma è stato in grado di camminare autonomamente senza un ausilio. Aveva residua di flessione ed estensione volontaria delle dita, ma con limitata gamma attiva del movimento alla sua destra metacarpo (MCP) articolazioni, da 90 ° a 70 ° di flessione MCP, cioè non in grado di aprire in misura sufficiente la sua mano e le dita ad uso funzionale. Il tono muscolare dei suoi flessori delle dita a destra è stato un lieve aumento. Modified Ashworth Scale (MAS) è stato 1 +. Sensazione della mano destra e le dita, però, era intatto al tocco leggero. Ha ricevuto circa 30 minuti BreEStim per gli estensori delle dita. La sua spasticità flessore delle dita ridotta al minimo (MAS = 0) e l&#39;estensione delle dita volontariato è diventato quasi normale immediatamente dopo il trattamento. Questo paziente riacquistato la sua funzione della mano pure. Egli ha riferito che avrebbe potuto tagliare la carne con un coltello e camicie pulsante con la mano ridotta. More sorprendentemente, il recupero mantenuto almeno 8 settimane durante il follow-up visite (Figura 1). Caso 2: gestione del dolore neuropatico Il paziente era a 40 anni di età di sesso maschile che ha subito una lesione del midollo spinale 4,5 anni fa in un incidente automobilistico, con conseguente T8 ASIA Una lesione del midollo spinale. Il paziente lamentava dolore neuropatico a livello di pregiudizio, mentre lui non aveva altri problemi medici attivi. Era stato stabile su un regime di dolore per 2 settimane prima del trattamento. Ha ricevuto estim (una seduta al giorno per cinque giorni consecutivi) in primo luogo, aspettato 1 settimana come un disastro, e poi ricevuto BreEStim con la stessa dose (una seduta al giorno per 5 giorni consecutivi). Ogni sessione di trattamento consisteva di 120 stimoli (Stima o BreEStim). Elettrodi di superficie sono stati posti su agopunti (Neiguan e Weiguan) dell&#39;avambraccio destro. Modificato Visual Analogue Scale (MVAs) è stato utilizzato per confrontare l&#39;effetto di ogni intervento (Stima e BreEStim). Come shown in figura 2, BreEStim ha avuto un maggiore effetto di riduzione del dolore di Stima, fatta eccezione per il Day 2 durante BreEStim quando il paziente aveva una infezione del tratto urinario (UTI), che è stata trattata con successo con antibiotici. L&#39;intensità di stimolazione elettrica era simile tra Estim e BreEStim (Figura 2). Ha tollerato bene sia interventi (intensità massima in uscita dallo stimolatore è stato utilizzato), anche durante l&#39;UTI. Durante tutto il periodo sperimentale (4 settimane), il soggetto ha mantenuto la stessa dose e lo schema di farmaci per il dolore. Sia BreEStim e sessioni di trattamento Stima sono state eseguite nello stesso momento della giornata (tra le 11 alle Mezzogiorno), in modo tale che cambiamento del dolore potrebbe essere attribuito agli effetti di stimolazione e le variazioni non diurna.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente / materiale </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti </td></tr><tr><td> Stimolatore elettrico </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> Pneumotacografo sistema </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

Stimolazione elettrica (Stima) si riferisce alla applicazione di corrente elettrica ai muscoli o nervi per conseguire obiettivi funzionali e terapeutiche. E &#39;stato ampiamente utilizzato in vari contesti clinici. Sulla base di recenti scoperte relative agli effetti sistemici di respirazione volontaria e intrinseche le interazioni tra i sistemi fisiologici durante la respirazione volontaria, un nuovo protocollo Stima, respirazione controllata stimolazione elettrica (BreEStim), è stato sviluppato per aumentare gli effetti della stimolazione elettrica. In BreEStim, un impulso singolo stimolo elettrico viene attivato e consegnato alla zona di destinazione quando il flusso d&#39;aria di un isolato ispirazione volontaria raggiunge la soglia. BreEStim integra intrinseche interazioni fisiologiche che si attivano durante la respirazione volontaria e ha dimostrato un&#39;eccellente efficacia clinica. Due applicazioni rappresentativi BreEStim sono riportati con i protocolli dettagliati: la gestione del post-ictus dito flexo la spasticità e dolore neuropatico nelle lesioni del midollo spinale.

Respirazione controllata stimolazione elettrica (BreEStim) ha dimostrato un&#39;eccellente efficacia clinica nella gestione del dolore neuropatico nelle lesioni del midollo spinale e post-ictus spasticità dei flessori delle dita. Riduzione della spasticità dopo il trattamento BreEStim dipende dalla gravità delle condizioni di pretrattamento. Come mostrato in figura 1, la spasticità flessore dito è notevolmente ridotto dopo il trattamento BreEStim. Spasticità flessori delle dita è stato ridotto da MAS 1 + al minimo (MAS = 0). Il paziente è in grado di aprire la mano e le dita ad uso funzionale. È importante notare che altri pazienti non possono avere lo stesso grado di riduzione spasticità e miglioramento funzionale. In un paziente con grave spasticità flessore dito (MAS = 3) e senza residui estensione delle dita volontaria (come mostrato in Figura 4), ​​spasticità flessore dito è stato ridotto a MAS = 1. Ciò rende più facile per il paziente di variare le dita, ma non ripristina uso funzionale di lei hand. BreEStim dimostra anche effetti di riduzione migliori e più il dolore. Figura 2 mostra che con intensità simile di stimolazione elettrica, BreEStim ha un migliore risultato di regolare la stimolazione elettrica. Tuttavia, non ha influenzato BreEStim punteggi del dolore nel Day 2 quando il paziente ha avuto un infezione delle vie urinarie. Ciò suggerisce che BreEStim non ha alcun effetto sulla riduzione del dolore quando il dolore è confuso da infezione. Respiro volontario svolge un ruolo chiave nella BreEStim. È importante scegliere una maschera facciale che si adatta al paziente (Figura 5) per impedire perdite di aria. La portata del flusso è relativamente bassa durante la respirazione normale (1,6 litri / sec, Figura 6). Forceful inalazione volontaria potrebbe aumentare notevolmente la portata d&#39;aria (circa 8 litri / sec). Posizionamento degli elettrodi di superficie è importante. Come descritto in dettaglio ed illustrato in Figura 3 e Figura 4, il posizionamento per il doloree gestione spasticità è diverso. E &#39;necessario notare che il luogo di ventre muscolare degli estensori delle dita può cambiare a causa di atrofia, deformità dopo l&#39;ictus. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig1.jpg" /> Figura 1. Confronto tra postura della mano pre-e post-BreEStim. Il paziente con ictus potrebbe aprire la sua mano dopo BreEStim. <img alt="Figura 2" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50077/50077fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig2.jpg" /> Figura 2. Confronto degli effetti BreEStim Stima e sulla riduzione del dolore. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig3.jpg" /> Figura 3. Posizione di Neiguan. Nota, Waiguan è la controparte del Neiguan sulfaccia dorsale dell&#39;avambraccio. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig4.jpg" /> Figura 4. Posizionamento degli elettrodi di superficie su estensori delle dita. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig5.jpg" /> Figura 5. Un paziente durante BreEStim. Elettrodi di superficie sono immessi sul Neiguan e Waiguan. <img alt="Figura 6" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50077/50077fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig6.jpg" /> Figura 6. Misurazione in tempo reale della velocità del flusso d&#39;aria durante l&#39;inspirazione volontaria e l&#39;ispirazione di riposo. Si noti che la portata d&#39;aria è molto più alto durante l&#39;inspirazione volontaria di ispirazione riposo. E &#39;evidente che la respirazione del paziente è stata interrottada stimolazione elettrica.

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

Lo scopo è quello di presentare un nuovo metodo, respirazione-controllo stimolazione elettrica (BreEStim) per il trattamento del dolore neuropatico e spasticità.

Respirazione controllata stimolazione elettrica (BreEStim) per la gestione del dolore neuropatico e spasticità

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 Views.  University of Texas Health Science Center at Houston. Lo scopo è quello di presentare un nuovo metodo, respirazione-controllo stimolazione elettrica (BreEStim) per il trattamento del dolore neuropatico e spasticità.

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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.

Stimolazione elettrica programmata nei topi

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

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Medicina

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 modello murino della formazione muscolare da stimolazione elettrica neuromuscolare

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.

Il nervo sciatico ammanettare modello di dolore neuropatico nei topi

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.

Cronica Costrizione Lesioni del Rat infraorbitario Nerve (ION-CCI) per studiare trigemino Dolore neuropatico

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.

Stimolazione del campo nervoso trigeminale sottocutaneo per dolore facciale refrattario

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).

Tecnica aggiornata per una stimolazione elettrica transcranica affidabile, facile e tollerata, inclusa la stimolazione a corrente diretta transcranica

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.

Legatura parziale del nervo sciatico: un modello murino di dolore neuropatico cronico per studiare l'effetto antinocicettivo di nuove terapie

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

Tecnica ecografica gastrica per mitigare il rischio di aspirazione peri-procedurale

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.

Autore in primo piano: Ecografia point-of-care per la valutazione del contenuto gastrico e la stratificazione del rischio nell'assistenza perioperatoria 

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.

Ecografia gastrica point of care negli adulti: acquisizione e interpretazione delle immagini

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