실어증에 대한 Neuronavigation 유도 반복 경 두개 자기 자극

요약

This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.

초록

그것의 잠재적 인 치료 효과에 대한 승인을 얻고있다으로 반복 경 두개 자기 자극 (RTMS)을 널리 여러 가지 신경 학적 조건에 사용됩니다. 뇌의 흥분은 비 침습적 변조 RTMS에 의해, 그리고 언어 영역에 RTMS는 실어증의 치료에 잠재적 인 영향을 입증했다. 우리의 프로토콜에서, 우리는 인위적으로 neuronavigational TMS (NTMS), 기존 TMS (CTMS) 국제 10-20 EEG 시스템의 F3를 사용하여 브로드 만 영역 (44, 45)를 억제하여 건강한 피험자에서 가상 실어증을 유도하는 것을 목표로하고 있습니다. 실어증의 정도를 측정하기 위해, 화상 명명 작업 전후 자극에 대한 반응 시간의 변화를 측정하고 NTMS CTMS와의 반응 시간의 지연을 비교한다. 두 TMS 자극 방법의 정확도는 Talairach 대상 실제 자극의 위치 좌표의 평균을 비교한다. 자극 일관성 대상의 오차 범위에 의해 입증된다. 이 스투의 목적DY는 NTMS의 사용을 설명하고 CTMS들에 비해 NTMS의 장점과 한계를 설명하는 것입니다.

서문

반복 경 두개 자기 자극 (RTMS)는 비 침습적 중추 및 말초 신경계에서 신경 회로를 활성화합니다. ¹ RTMS는 뇌의 ^{흥분이 변조} 및 모터 약점, 실어증, 방치, 통증 등 여러 가지 정신 및 신경 학적 조건에서 잠재적 인 치료 효과를 가지고 . ⁽³⁾ 종래에는 국제 10-20 EEG 시스템을 사용하여 확인 된 운동 피질 이외 RTMS 또는 특정 외부로부터 최적의 거리를 측정하여 표적 부위.

그러나, 크기, 해부학, 뇌 피질의 형태에 간 개인차가 최적의 대상 현지화 도전하게 고려되지 않습니다. ³ RTMS 응용 프로그램에 대한 또 다른 중요한 문제는 자기 코일의 배치 및 대뇌 피질의 영역 사이의 불일치이다 의도 자극.

광학 추적 탐색 신경 외과는 특급이AND로 그 응용 프로그램은 자기 코일의 지침 RTMS을 포함하는인지 신경 과학 분야를 포함한다. neuronavigational 시스템은 대상 영역에 코일 위치에서 ^4,5- 이러한 발산 자주 10-20 EEG 시스템을 채택하는 종래의 방식으로 발생한다. RTMS위한 최적의 타겟 구조를 식별 어시스트 이것은 neuronavigation 의해 극복 될 것으로 예상된다.

이 연구 프로토콜은 각각의 해부학 적 매핑을 사용하여, 브로카 영역을 대상으로 neuronavigational RTMS으로 건강한 과목에서 가상 실어증을 유도하는 방법을 보여줍니다. 사진 이름으로 반응 시간의 변화의 관점에서 가상 실어증의 정도를 측정하고, 종래의 방법에서, 자극들과 비교된다. neuronavigation 유도 방법은 뇌 자기 펄스를 제공하기위한보다 높은 정밀도를 가지므로, 종래의 방법보다 더 큰 임상 적 변화를 입증 할 것으로 예상된다. 이 스터드의 목표Y는 임상에서 실어증 환자에 대한 자극의보다 정확하고 효과적인 방법을 소개했다.

프로토콜

윤리 문 :이 연구는 눈을 멀게 병원의 임상 시험 심사위원회에서 승인되었다.

1. 준비 재료 (표 1)

1. 최대 3.0 테슬라의 출력을 350 마이크로 초 펄스 폭에서 200-240 청소기 50/60 Hz에서 (5A)의 전원으로 TMS 장비를 사용한다.
2. TMS 시스템과 활성 전극 (자세한 내용은 단계 3.1 참조)를 사용하여 모터가 전위 (MEP)를 유발 결정하기 위해 근전도 (EMG)에 의해 각 과목에 모터 임계 값 (RMT)을 휴식 취득. 실제 TMS 연구 프로토콜 (그림 1)에 대한 개별 강도와 RMT를 설정합니다.
   참고 : neuronavigational 시스템은 컴퓨터 화면, 주관적 추적, 코일 추적기, 포인터, 교정 블록, 카메라, 및 TMS 의자 좌석 시스템을 포함한다. (그림 2-4)
3. 유도 virtu의 정도를 테스트하는 작업을 명명 사진을 설정 Superlab 프로그램을 사용하여 주제에 자극을 제시알 실어증.
4. 단계 4에서 자세히 설명 음성 기록 시스템을 사용하여, 각 픽처 녹음 반응 시간.
5. 단계 4에서 자세히 설명 음성 분석 시스템에 의해 화상 명명 응답 대기 시간 및 지속 시간을 분석한다.

2. 연구 디자인 확인

1. 가상 실어증을 유도하기 위해 RTMS를 사용합니다.
   1. 4 단계 그림 명명 작업에 자세히 설명 그림 명명 작업을 수행 할 주제를 요청합니다.
   2. 그림 명명 작업 중 하나 neuronavigation 유도 RTMS (NTMS) 또​​는 기존의 RTMS (CTMS)을 적용합니다. CTMS의 세부 사항은 단계 5.3.2 및 5.5에 설명되어 있습니다.
2. 명명 픽처 반응 시간 및 에러 비율을 측정하고, 단계 4에서 자세히 설명 된 바와 같이, 두 조건 하에서 결과를 비교.

TMS 프로토콜 3. 준비

1. RMT를 결정
   1. 좌측 제 1 등 지느러미에서의 활성 전극을 배치terosseous (FDI) 근육.
   2. 왼쪽 FDI 근육의 수축을 확인, 4-6 초 interstimulus 간격으로 오른쪽 M1 지역에 10 연속적인 자극을 제공합니다.
   3. 50 uV에서보다 큰 피크 간 진폭 MEP는 적어도 다섯 번 생성되는 최소 강도 TMS를​​ 사용하여 피사체의 RMT를 결정한다.
2. TMS 매핑
   1. neuronavigational 시스템을 사용하는 대상의 3-T의 MR 스캐너를 사용하여 고해상도 T1 강조 자기 공명 (MR) 해부학 적 영상을 얻을 수 있습니다. 자기 공명 영상 스캔 파라미터는 표 1에 요약되어있다.
      참고 :도 5에 도시 된 바와 같이, 전방 접합면 (AC) 및 후방 접합면 (PC)의 해부학 적 가이드를 이용하여 각 개인의 뇌 곡선 피부를 재 구축 neuronavigation 프로그램에 뇌 MR 영상을 전송.
      1. 피부 구조를 재구성
         1. 피사체의 뇌 MR의 파일을 구합니다의학의 표준 디지털 이미징 및 통신 (DICOM)의 이미지입니다. 체재. "변환 연구"를 선택하여 MR 이미지를 변환합니다. 파일이 neuronavigation의 컴퓨터로 전송되는 검색 디렉토리를 설정합니다. 변환 유형은 neuronavigation 프로그램에서 사용될 DICOM 형식에 의해 선택되어야한다.
         2. neuronavigation 프로그램이 설치된 컴퓨터 DICOM 파일 전송. 탐색 프로그램을 구현합니다. 기본 아이콘은 "해부학"입니다. 새 환자 레코드를 들어, DICOM 이미지 파일 중 하나를 선택한다.
         3. "아틀​​라스 공간"을 클릭합니다. 이 단계는 각각의 이미지를 재구성하는 기준점을 설정하는 것이다. 보도는 "수동 (AC-PC 상자)"드롭 박스의 "새"를 클릭하여 참조 해부학 적 구조를 설정합니다.
         4. 뇌량의 환자의 AC의 원개의 열 앞에 배치 된 두 개의 반구의 바로 중간 선을 찾습니다. 마크 MR 이미지에 AC 및 "AC 설정"을 클릭합니다.
         5. 환자의 PC, 대뇌 수로의 상단의 지느러미 측면에있는 두 개의 반구의 중간 선을 찾습니다. 마크 MR 이미지에 PC와 "로 설정 PC"를 클릭합니다.
         6. 피부 구조를 만들기 위해 "재건"을 클릭합니다. 보관 용 계정을 누르고 "새"는 "스킨"을 선택합니다. 자기 공명 영상에서 재구성의 범위를 설정합니다. 코 끝과 양쪽 귀 전체 두개골을 포함해야합니다.
         7. 새로운 구조의 "계산 피부"를 클릭합니다. 프로세스가 완료 될 때까지 기다립니다. 피부 시공 종료 후, 피부의 형태를 표시한다.
      2. 뇌 곡선 다음 3.2.1.1을 재구성하기 위해 "재건"절에서 "전체 뇌 곡선"을 선택합니다. 이전 단계와 유사하게, 비강 팁을 포함하는 MR 영상의 재구성에 대한 범위를 설정한다. "컴퓨팅 곡선"을 클릭합니다. 건설이 완료된 후 전체 뇌 곡선이 표시되어야한다.
   2. 마크 nasion, 코 끝, 두 tragus는 해부학 적 랜드 마크를 등록합니다. 이 단계는 환자의 뇌 피질의 대상의 상대 위치 설정에 대한 재구성 피부 구조 (도 6) 사이의 해부학 지점과 일치한다.
      1. 은 "랜드 마크"아이콘을 클릭합니다. 랜드 마크를 구성하려면 계산 된 피부 구조 (코 뼈의 접합에 이마 코 사이의 지점)에 nasion을 표시합니다. "새"를 클릭하여 등록하고 "랜드 마크 1"로 저장
      2. 마크 코 끝 "새"를 클릭하여 코 끝을 등록하고 "랜드 마크 2"로 저장 1. 랜드 마크로서 nasion 등록 후
      3. 피부 구조의 각 tragus를 표시합니다. tragus는 조개의 전면에 위치한 외이의 작은 뾰족한 예하입니다. 표시하고 "새로운"랜드 마크를 클릭 한 후 각 tragus을 등록합니다. 이 프로토콜의 경우, 오른쪽 tragus는 레지입니다istered는 "랜드 마크 3"왼쪽으로 "랜드 마크 4"로 등록됩니다.
   3. 참가자의 머리에 주관적인 추적기와 머리 끈을 넣습니다. 각 과목에 대한 모든 세션에서 탐색 좌석 시스템의 교정 블록 코일 추적기를 보정합니다. 확인 탐색 카메라를 검출하고 표시 대상, 의자, 코일, 진행하기 전에 컴퓨터 화면의 포인터의 추적 시스템의 모든.
      1. 좌석 시스템 코일 보정.
         1. 모든 NTMS 자극하기 전에 코일 추적기를 보정합니다. 컴퓨터 메인 메뉴에서, "창"을 선택합니다. 보관 용 계정에 "TMS 코일 교정"을 클릭합니다. "새로운 교정"을 클릭합니다. 두 번째 세션에서, 코일 이름이 처음 사용 선택하고 "다시 보정"을 클릭합니다.
         2. 교정 블록의 표준 지점 후방에 TMS 코일을 배치합니다. 코일이 수평으로 배치되어 있는지 확인합니다. 확인 그카메라는 교정 블록 (녹색으로 표시) 코일 추적기를 모두 감지된다. 그런 다음, "교정 카운트 다운 시작"버튼을 클릭하고, 카운트 다운의 5 초이 시작됩니다. 카운트 다운 동안 계속 코일을 잡으십시오.

작업을 명명 4. 사진

1. 자동으로 다음 사진에 이동하기 전에 3,000 밀리 초 각 자극을 제시하는 그림 명명 프로그램을 설정합니다.
2. 로 정확하고 신속하게 제시된 그림의 이름을 참가자에게 문의하십시오.
3. 프리웨어 음성 분석 프로그램을 이용하여 헤드셋 마이크를 통해 피사체에 의해 만들어진 사운드를 검출하여, 각 픽처에 대한 반응 시간 (참가자에 의해 제 소리 화면의 자극 팝업창에서 대기 시간)을 측정한다.
   1. 테스트 (K-BNT)을 명명 보스턴의 한국어 버전의 사진 데이터베이스에서 세에 이름 길이와 두 개의 세그먼트에 일치 마흔 이미지가 화면에 표시됩니다Kim 등의 연구에서와 같이 사전 및 사후 자극,., (2014).

5. TMS 매핑 프로토콜

1. TMS (600) 펄스의 총 10 분 동안 RMT의 90 %의 강도로 Deliver1 Hz의 자극.
2. 수직으로 목표 지향 코일과 두개골의 그림 8 코일 접선 방향을 잡습니다.
3. TMS 매핑 (그림 7)
   1. NTMS 대한 정규화 뇌의 표면에 기초하여 상기 해부학 전두 이랑 (IFG)를 식별한다.
      1. NTMS의 대상으로 IFG를 등록합니다.
         1. "대상"을 누릅니다 "구성 목표"를 클릭합니다. 뇌 곡선을 표시하는 창에서 IFG를 표시합니다. 상세한 타겟 설정은 각 가로 및 시상 MR 영상을 타겟팅함으로써 달성된다. "궤적"로 포인트를 저장합니다.
      2. 주제 두피와 랜드 마크를 등록합니다.
         1. 매핑 "세션"을 클릭합니다. 몹시 떠들어 대다새로운 보관함에서 "온라인 세션"을 선택하여 새 세션. A "세션 1"창이 기본 아이콘이 "대상"인 내에서 생성됩니다. 단계 3.2.2.2에 저장된 대상 이름을 선택합니다. ( "탄도 1"을 선택합니다). "추가"버튼을 클릭하고 다음 단계로 이동합니다.
         2. "등록"을 클릭합니다. 이 단계는 피사체 재구성 뇌 곡선과 일치한다. 단계 3.2.2.1에서 등록 된 랜드 마크. 실제 해부학 적 구조의 해부학 점 매칭에 사용된다.
         3. 카메라가 포인터와 그린 색상으로 표시 피사체 추적, 모두를 식별해야합니다. 포인터와 피사체의 nasion을 가리 킵니다. "다음 랜드 마크에 샘플 % 이동"을 클릭합니다. 피사체의 코 끝과 샘플을 가리 킵니다. 네 개의 랜드 마크가 일치 될 때까지 반복합니다.
   2. CTMS의 10 ~ 20 국제 EEG 시스템 ^(7)의 F3에 코일을 배치합니다.
4. 코일이 원하는 목표에 있으며 NTMS 절차 전반에 걸쳐 유지하기 위해 화면을보십시오. 코일 황소의 눈 (도 8)로 표시되는 타겟으로부터 멀리 이동할 때 화면이 피사체의 뇌 표면 의도 대상 코일뿐만 아니라, 오차 범위를 표시한다. 멀리 이동할 때 화면을 참조하면, 작업자는 대상에서 코일을 조정한다.
   1. 등록 된 대상을 통해 NTMS를 수행
      1. 클릭 단계 5.3.1.1에 기재된 피사체의 랜드 마크를 등록 후 화면에서 "수행". 포인터를 감지하는 카메라의 기본 설정을 변경하려면, 단계 3.2.3.1 동안 저장 코일 이름을 선택합니다. "드라이버"드롭 박스의 하단에. 카메라가 피사체 추적 및 코일 추적기를 모두 식별해야합니다.
      2. 화면에 등록 된 대상 (IFG)에서 TMS 코일의 상대적인 거리와 각도를 표시하는지 확인합니다. 코일 타겟으로부터 멀리 이동하면코일이 의도 한 목표 범위 내에있는 경우는 녹색으로 표시되어있는 반면 거리는 적색으로 표시된다. 가능한 한 황소의 눈과 코와 대상 사이의 각도를 얻기 위해보십시오.
5. CTMS 절차가 맹목적으로 TMS를​​ 제공하는 작업자로부터 멀리 화면을 켭니다. 이 세션의 시작했다 같이 코일 유지된다.

6. Topograhic 데이터 수집

1. 수동 리모콘의 "기록"버튼을 눌러 자극 당 기록 코일 위치.
2. 각 자극을 기록시, Taliarach는 X, Y, 지정된 타겟 (Z)과 실제 자극 면적 좌표 취득한다.
3. 프리웨어 화상 처리 프로그램 (MRIcro, http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricro/index.html)를 이용하여 정규화 한 뇌의 좌표를 도시한다.
4. g 상기 브로드 만 영역을 포함 해부학 뇌 영역에 대응하는 취득talairach에 yrus, 로브, 그리고 반구 지역 라벨은 프리웨어 라벨 프로그램 (Talairachclient, http://www.talairach.org/client.html)를 사용하여 좌표.

결과

도 9에 도시 된 바와 같이 김 외. 자극 우측 M1 영역 ^(8)보다 국소 자극이 적은 분산시켜 비 조종 종래의 방법에 비해 neuronavigational 시스템 가이던스 TMS보다 우수한 효과를 보여 주었다. 통합 지원하기위한 추가 증거 TMS와 neuronavigational 시스템은 NTMS 및 CTMS 국제 10-20 EEG 시스템의 F3에 대한 브로드 만 영역 (44, 45)을 대상으로 건강한 과목에서 가상 실...

토론

TMS 널리. ¹⁰ 가치있는 치료 효과가 실어증의 치료를위한 저주파 RTMS와 대뇌 피질의 흥분에 억제 neuromodulatory 효과를 포함 RTMS의 생리적 영향에 의해 제공됩니다. 임상 및 기초 연구에 모두 사용되는 신경 처리 또는 가상의 ⁽¹¹⁾ 과도 중단된다 RTMS에 의해 유도 된 병소는. 행동 성능을 변경할 수있다 ⁽¹²⁾ 그러나, RTMS 원하는 효과가 희석 될 수 있거나, 심지어는 타겟에 잘못 코일...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Medtronic MagPro X100	MagVenture	9016E0711
MCF-B65 Butterfly coil	MagVenture	9016E042
Brainsight TMS Navigation	Rogue Research	KITBSF1003