Name: the combined use of transcranial direct current stimulation and robotic therapy for the upper limb
Uploaded: 2018-09-23T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb at JoVE.com

Die Autoren möchten den Spaulding Labor der Neuromodulation und Instituto de Reabilitação Lucy Montoro für ihre großzügige Unterstützung an diesem Projekt bedanken.

Dieses Protokoll folgt den Richtlinien unserer Institution Humanforschung Ethik-Kommission.
(1) tDCS
<ol><li>Kontraindikationen und Besonderheiten Hinweis: tDCS ist eine sichere Technik, die Konstante und niedrige Gleichstrom durch die Elektroden, Induktion von Veränderungen in neuronale Erregbarkeit des Bereichs stimuliert sendet.<ol>
<li>Bestätigen Sie vor der Geräteinstallation, dass der Patient keine Gegenanzeigen, tDCS, wie Nebenwirkungen von früheren tDCS Behand...

<ol>
	<li>Miller, E. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+overview+of+nursing+and+interdisciplinary+rehabilitation+care+of+the+stroke+patient:+A+scientific+statement+from+the+American+Heart+Association.">Comprehensive overview of nursing and interdisciplinary rehabilitation care of the stroke patient: A scientific statement from the American Heart Association.</a> Stroke. 41 (10), 2402-2448 (2010).</li><li>Adeyemo, B. O., Simis, M., Macea, D. D., Fregni, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+review+of+parameters+of+stimulation,+clinical+trial+design+characteristics,+and+motor+outcomes+in+noninvasive+brain+stimulation+in+stroke.">Systematic review of parameters of stimulation, clinical trial design characteristics, and motor outcomes in noninvasive brain stimulation in stroke.</a> Front Psychiatry. 3 (8), 1-27 (2012).</li><li>Johansson, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+trends+in+stroke+rehabilitation.+A+review+with+focus+on+brain+plasticity.">Current trends in stroke rehabilitation. A review with focus on brain plasticity.</a> Acta Neurologica Scandinavica. 123 (3), 147-159 (2011).</li><li>Hummel, F., Cohen, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvement+of+motor+function+with+noninvasive+cortical+stimulation+in+a+patient+with+chronic+stroke.">Improvement of motor function with noninvasive cortical stimulation in a patient with chronic stroke.</a> Neurorehabilitation Neural Repair. 19 (1), 14-19 (2005).</li><li>Lo, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robot-assisted+therapy+for+long-term+upper-limb+impairment+after+stroke.">Robot-assisted therapy for long-term upper-limb impairment after stroke.</a> New England Journal of Medicine. 362 (19), 1772-1783 (2010).</li><li>Mehrholz, J., Haedrich, A., Platz, T., Kugler, J., Pohl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromechanical+and+robot-assisted+arm+training+for+improving+generic+activities+of+daily+living,+arm+function,+and+arm+muscle+strength+after+stroke.">Electromechanical and robot-assisted arm training for improving generic activities of daily living, arm function, and arm muscle strength after stroke.</a> Cochrane Database of Systematic Reviews. , (2012).</li><li>Maciejasz, P., Eschweiler, J., Gerlach-Hahn, K., Jansen-Troy, A., Leonhardt, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+survey+on+robotic+devices+for+upper+limb+rehabilitation.">A survey on robotic devices for upper limb rehabilitation.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 11 (3), 10-1186 (2014).</li><li>Ang, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facilitating+effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+on+motor+imagery+brain-computer+interface+with+robotic+feedback+for+stroke+rehabilitation.">Facilitating effects of transcranial direct current stimulation on motor imagery brain-computer interface with robotic feedback for stroke rehabilitation.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 96 (3), S79-S87 (2015).</li><li>Chang, W. H., Kim, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robot-assisted+therapy+in+stroke+rehabilitation.">Robot-assisted therapy in stroke rehabilitation.</a> Journal of Stroke. 15 (3), 174-181 (2013).</li><li>Volpe, B. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+approach+to+stroke+rehabilitation:+robot-aided+sensorimotor+stimulation.">A novel approach to stroke rehabilitation: robot-aided sensorimotor stimulation.</a> Neurology. 54 (10), 1938-1944 (2000).</li><li>Volpe, B. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+devices+as+therapeutic+and+diagnostic+tools+for+stroke+recovery.">Robotic devices as therapeutic and diagnostic tools for stroke recovery.</a> Archives of Neurology. 66 (9), 1086-1090 (2009).</li><li>Nitsche, M. A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+changes+induced+in+the+human+motor+cortex+by+weak+transcranial+direct+current+stimulation.">Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation.</a> TheJournal of Physiology. 527 (3), 633-639 (2000).</li><li>Fregni, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation+of+the+unaffected+hemisphere+in+stroke+patients.">Transcranial direct current stimulation of the unaffected hemisphere in stroke patients.</a> Neuroreport. 16 (14), 1551-1555 (2005).</li><li>Kim, D. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+transcranial+direct+current+stimulation+on+motor+recovery+in+patients+with+subacute+stroke.">Effect of transcranial direct current stimulation on motor recovery in patients with subacute stroke.</a> American Journal of Physical Medicine and Rehabilitation. 89 (11), 879-886 (2010).</li><li>Giacobbe, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+and+robot+practice+in+chronic+stroke:+the+dimension+of+timing.">Transcranial direct current stimulation (tDCS) and robot practice in chronic stroke: the dimension of timing.</a> NeuroRehabilitation. 33 (1), 49-56 (2013).</li><li>Hesse, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+transcranial+direct+current+stimulation+and+robot-assisted+arm+training+in+subacute+stroke+patients:+a+pilot+study.">Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients: a pilot study.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 25 (1), 9-16 (2007).</li><li>Hesse, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+transcranial+direct+current+stimulation+and+robot-assisted+arm+training+in+subacute+stroke+patients:+an+exploratory,+randomized+multicenter+trial.">Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients: an exploratory, randomized multicenter trial.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 25 (9), 838-846 (2001).</li><li>Edwards, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raised+corticomotor+excitability+of+M1+forearm+area+following+anodal+tDCS+is+sustained+during+robotic+wrist+therapy+in+chronic+stroke.">Raised corticomotor excitability of M1 forearm area following anodal tDCS is sustained during robotic wrist therapy in chronic stroke.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 27 (3), 199-207 (2008).</li><li>Ochi, M., Saeki, S., Oda, T., Matsushima, Y., Hachisuka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+anodal+and+cathodal+transcranial+direct+current+stimulation+combined+with+robotic+therapy+on+severely+affected+arms+in+chronic+stroke+patients.">Effects of anodal and cathodal transcranial direct current stimulation combined with robotic therapy on severely affected arms in chronic stroke patients.</a> Journal of Rehabilitation Medicine. 45 (2), 137-140 (2013).</li><li>DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode+positioning+and+montage+in+transcranial+direct+current+stimulation.">Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation.</a> Journal of Visualized Experiments. (51), (2011).</li><li>Antal, A., Terney, D., Poreisz, C., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+unravelling+task-related+modulations+of+neuroplastic+changes+induced+in+the+human+motor+cortex.">Towards unravelling task-related modulations of neuroplastic changes induced in the human motor cortex.</a> European Journal of Neuroscience. 26 (9), 2687-2691 (2007).</li><li>Williams, J. A., Pascual-Leone, A., Fregni, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interhemispheric+modulation+induced+by+cortical+stimulation+and+motor+training.">Interhemispheric modulation induced by cortical stimulation and motor training.</a> Physical Therapy. 90 (3), 398-410 (2010).</li><li>Zimerman, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+training+by+single-session+transcranial+direct+current+stimulation+to+the+intact+motor+cortex+enhances+motor+skill+acquisition+of+the+paretic+hand.">Modulation of training by single-session transcranial direct current stimulation to the intact motor cortex enhances motor skill acquisition of the paretic hand.</a> Stroke. 43 (8), 2185-2191 (2012).</li><li>Nitsche, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacological+modulation+of+cortical+excitability+shifts+induced+by+transcranial+direct+current+stimulation+in+humans.">Pharmacological modulation of cortical excitability shifts induced by transcranial direct current stimulation in humans.</a> The Journal of Physiology. 553 (1), 293-301 (2003).</li><li>Lindenberg, R., Renga, V., Zhu, L. L., Nair, D., Schlaug, G. M. D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bihemispheric+brain+stimulation+facilitates+motor+recovery+in+chronic+stroke+patients.">Bihemispheric brain stimulation facilitates motor recovery in chronic stroke patients.</a> Neurology. 75 (24), 2176-2184 (2010).</li><li>Fusco, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ineffective+role+of+cathodal+tDCS+in+enhancing+the+functional+motor+outcomes+in+early+phase+of+stroke+rehabilitation:+an+experimental+trial.">The ineffective role of cathodal tDCS in enhancing the functional motor outcomes in early phase of stroke rehabilitation: an experimental trial.</a> BioMed Research International. , (2014).</li><li>Kwakkel, G., Kollen, B. J., Krebs, H. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+robot-assisted+therapy+on+upper+limb+recovery+after+stroke:+a+systematic+review.">Effects of robot-assisted therapy on upper limb recovery after stroke: a systematic review.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 22 (2), 111-121 (2008).</li><li>Gilliaux, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upper+limb+robot-assisted+therapy+in+cerebral+palsy:+a+single-blind+randomized+controlled+trial.">Upper limb robot-assisted therapy in cerebral palsy: a single-blind randomized controlled trial.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 29 (2), 183-192 (2015).</li><li>Timmermans, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+task-oriented+robot+training+on+arm+function,+activity,+and+quality+of+life+in+chronic+stroke+patients:+a+randomized+controlled+trial.">Effects of task-oriented robot training on arm function, activity, and quality of life in chronic stroke patients: a randomized controlled trial.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 11 (1), 45 (2014).</li><li>Hummel, F. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controversy:+noninvasive+and+invasive+cortical+stimulation+show+efficacy+in+treating+stroke+patients.">Controversy: noninvasive and invasive cortical stimulation show efficacy in treating stroke patients.</a> Brain Stimulation. 1 (4), 370-382 (2008).</li><li>Nair, D. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+recovery+potential+through+simultaneous+occupational+therapy+and+non-invasive+brain-stimulation+using+tDCS.">Optimizing recovery potential through simultaneous occupational therapy and non-invasive brain-stimulation using tDCS.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 29 (6), 411-420 (2011).</li><li>Nitsche, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+cortical+excitability+by+transcranial+direct+current+stimulation.">Modulation of cortical excitability by transcranial direct current stimulation.</a> Nervenarzt. 73 (4), 332-335 (2002).</li></ol>

In diesem Protokoll beschreiben wir ein standard-Therapie-Protokoll für kombinierte tDCS Stimulation verbunden und Roboter-Therapie, als Ergänzung zu herkömmlichen Rehabilitationsprogramme bei Patienten mit Arm Beeinträchtigungen verwendet. Das Protokoll soll Motorik und Beweglichkeit zu erhöhen. Es ist wichtig, die Rampen auf beobachten und Rampen-aus der tDCS Maschine zur Vermeidung von Nebenwirkungen. tDCS ist eine sichere Technik mit wenigen Nebenwirkungen, die in der Literatur2beschriebe...

Neurologische Erkrankungen wie Schlaganfall, zerebrale Lähmung und Schädel-Hirn-Verletzungen sind führende Ursachen der Erwerbsunfähigkeit aufgrund von Läsionen und anschließende neurologische Symptome, die zu schweren Arbeitsunfähigkeit und Einschränkung der täglichen Aktivitäten1führen können. Bewegungsstörungen reduzieren erheblich die Lebensqualität des Patienten. Motorischen Wiederherstellung richtet sich grundsätzlich nach Neuroplastizität, der grundlegende Mechanismus zugrunde liegt die Rückgewinnung der motorischen Fähigkeiten verloren wegen Gehirn Läsionen2,3. Rehabilitationstherapien basieren somit stark auf Hochdosis-intensives Training und intensive Wiederholung der Bewegungen wieder Stärke und Beweglichkeit. Diese sich wiederholenden Aktivitäten basieren auf täglichen Leben Bewegungen, und Patienten können aufgrund der langsamen motorischen Wiederherstellung und repetitive Übungen, die den Erfolg der Neurorehabilitation4beeinträchtigen können weniger motiviert werden. Intensive Physio- und Ergotherapie gelten nach wie vor wichtigsten Behandlungen, aber neuere außerordentliche Therapien standard Rehabilitation werden zur Optimierung der funktionellen Ergebnisse1untersucht.
Das Aufkommen des Roboter-gestützte Therapien nachweislich großen Wert in der Schlaganfallrehabilitation, Einfluss auf Prozesse der neuronalen Synaptische Plastizität und Reorganisation haben. Sie wurden für die Schulung von Patienten mit beschädigten neurologische Funktionen und Unterstützung von Menschen mit Behinderungen5untersucht. Einer der wichtigsten Vorteile des Hinzufügens von Robotertechnik, Rehabilitive Maßnahmen ist seine Fähigkeit zu hoher Intensität und Hochdosis Ausbildung zu liefern, die sonst ein sehr arbeitsintensiver Prozess6wäre. Die Verwendung von Roboter Therapien zusammen mit virtual-Reality-Computer-Programme, ermöglicht eine sofortige Wahrnehmung und Bewertung der motorischen Wiederherstellung und ändere sich wiederholende Aktionen in sinnvolle, interaktive funktionelle Aufgaben wie Reinigung ein Kochfeld7 . Dies kann Motivation und festhalten an den langen Rehabilitationsprozess Patienten erheben und ermöglicht es, durch die Möglichkeit der Messung und Quantifizierung der Bewegungen, Verfolgung von ihren Fortschritt-5. Integration von Roboter-Therapie in aktuellen Praktiken kann erhöhen die Wirksamkeit und Effektivität der Rehabilitation und ermöglichen die Entwicklung von neuartigen Formen der Übung8.
Therapeutische Rehabilitation Roboter aufgabenspezifische Schulungen und können Endtyp-Effektor Geräte und Exoskelett-Typ Geräte9unterteilt werden. Der Unterschied zwischen diesen Klassifizierungen beziehen sich auf wie Bewegung vom Gerät auf den Patienten übertragen wird. Effektor-Geräte verfügen über einfachere Strukturen, Kontaktaufnahme mit den Patienten Gliedmaßen nur im distalsten Teil, erschwert die Bewegung eines Gelenks zu isolieren. Exoskelett-basierte Geräte verfügen über komplexe Designs mit einer mechanischen Struktur, die das Grundgerüst der Extremität, widerspiegelt, so eine Bewegung des Gelenks des Geräts zu die gleiche Bewegung auf den Patienten Gliedmaßen7,9 produzieren.
Die T-WREX ist ein Exoskelett-basierte Roboter, der ganze Armbewegungen (Schulter, Ellenbogen, Unterarm, Handgelenk und Fingerbewegungen) unterstützt. Die verstellbaren mechanische Arm ermöglicht Variable Supportstufen Schwerkraft, damit Patienten, die einige obere stumpf Funktion, um eine größere aktive Palette von Bewegung in einem dreidimensionalen räumlichen Therapie7,9zu erreichen. Die MIT-MANUS ist eine Anschlussart Effektor-Roboter, der arbeitet in einem einzigen Plan (x- und y-Achse) und ermöglicht eine zweidimensionale Schwerkraft Therapie, Unterstützung Schulter und Ellenbogen Bewegungen ausgeglichen durch Bewegen der Hand des Patienten in die horizontale oder vertikale Ebene9 , 10. beide Roboter haben integrierte Positionssensoren, der oberen Extremität Motorsteuerung und Erholung sowie eine Schnittstelle für Computer-Integration, die 1 ermöglicht quantifizieren können) die Ausbildung von sinnvolle funktionale Aufgaben simuliert in einer virtuellen Lernumgebung und 2) therapeutische Übung Spiele, die helfen, der Praxis der motorische Planung, Auge-Hand Koordination, Aufmerksamkeit und Gesichtsfeld Mängel oder7,9vernachlässigt. Sie auch zum Ausgleich der Auswirkungen der Schwerkraft auf der oberen Extremität ermöglichen und bieten Unterstützung und Hilfe für sich wiederholende und Stereotype Bewegungen der Patienten stark beeinträchtigt. Dies reduziert schrittweise Hilfe, als das Thema verbessert und minimaler Unterstützung oder Widerstand zur Bewegung für leicht Sehbehinderte Patienten9,11gilt.
Eine weitere neue Technik für Neurorehabilitation ist transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS). tDCS ist eine nicht-invasive Gehirn Stimulationstechnik, die kortikale Erregbarkeit Veränderungen durch den Einsatz von geringer Amplitude Gleichströme angewendet über Kopfhaut Elektroden12,13induziert. Je nach Polarität des Stromflusses kann Gehirn Erregbarkeit durch anodal Stimulation erhöht oder verringert durch cathodal Stimulation2.
Vor kurzem gab es verstärktes Interesse an tDCS, da es nachweislich positive Auswirkungen auf eine Vielzahl von Krankheiten wie Schlaganfall, Epilepsie, Parkinson Erkrankung, Alzheimer Krankheit, Fibromyalgie, psychiatrische Erkrankungen wie Depression, affektive haben Störungen und Schizophrenie2. tDCS hat einige Vorteile, wie seine relativ geringe Kosten, einfache Handhabung, Sicherheit und seltene Nebenwirkungen14. tDCS ist auch eine schmerzlose Methode und kann zuverlässig in klinischen Studien, geblendet sein, da es eine Schein-Modus13hat. tDCS ist wahrscheinlich nicht optimal für die funktionelle Erholung auf eigene; Allerdings zeigt es mehr Versprechen als eine zugehörige Therapie in der Rehabilitation, wie es Gehirn Plastizität15verbessert.
In diesem Protokoll zeigen wir Roboter-assistierte Kombinationstherapie (mit zwei State-of-the-Art-Roboter) und nicht-invasive Neuromodulation mit tDCS als Methode zur Verbesserung der Rehabilitation Ergebnisse, Neben konventionellen Physiotherapie. Die meisten Studien mit Roboter-Therapien oder tDCS habe sie als isolierte Techniken verwendet und nur wenige haben beide, kombiniert die wohltuende Wirkung jenseits jeder Intervention allein verbessern kann. Diese kleinere Versuche zeigten einen möglichen synergistischen Effekt zwischen den beiden Verfahren mit verbesserten motorischen Wiederherstellung und Handlungsfähigkeit8,15,16,17,18, 19. Daher können neue multimodale Therapien Bewegung Erholung jenseits der aktuellen Möglichkeiten verbessern.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:743px;" width="743">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">tDCS device</td>
			<td style="width:241px;">Soterix Medical</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Soterix Medical 1x1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">9V Battery (2x)</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Two rubber head bands</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Two conductive rubber electrodes</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Two sponge electrodes</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cables</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaCl solution</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Measurement tape</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Armeo Spring Robot</td>
			<td style="width:241px;">Hocoma</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">inMotion ARM</td>
			<td style="width:241px;">Interactive Motion Technologies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the combined use of transcranial direct current stimulation and robotic therapy for the upper limb

Neurologische Erkrankungen wie Schlaganfall und zerebrale Lähmung sind die führenden Ursachen für Erwerbsunfähigkeit und können zu schweren Arbeitsunfähigkeit und Einschränkung der täglichen Aktivitäten durch untere und obere Extremität Beeinträchtigungen führen. Intensive Physio- und Ergotherapie gelten nach wie vor wichtigsten Behandlungen, aber neue außerordentliche Therapien standard Rehabilitation, die funktionellen Ergebnisse optimieren kann werden untersucht.
Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) ist eine nicht-invasive Gehirn Stimulationstechnik, die zugrunde liegenden Hirnregionen durch die Anwendung der schwachen Gleichströme durch die Elektroden auf der Kopfhaut, modulierende kortikale Erregbarkeit polarisiert. Steigendes Interesse an dieser Technik ist auf seine niedrigen Kosten, einfache Handhabung und Auswirkungen auf die menschliche neuronale Plastizität zurückzuführen. Neuere Forschungen wurde durchgeführt, um festzustellen, das klinische Potenzial der tDCS in unterschiedlichen Erkrankungen wie Depressionen, Parkinson und motorische Rehabilitation nach Schlaganfall. tDCS hilft Plastizität des Gehirns zu verbessern und eine vielversprechende Technik in Rehabilitationsprogramme zu sein scheint.
Eine Reihe von Roboter-Geräte wurden entwickelt zur Unterstützung bei der Rehabilitation der oberen Extremität Funktion nach einem Schlaganfall. Die Sanierung der motorischen Defizite ist oft ein langwieriger Prozess erfordert multidisziplinäre Ansätze für einen Patienten größtmögliche Unabhängigkeit zu erreichen. Diese Geräte nicht die Absicht, manuelle Rehabilitationstherapie ersetzen; Stattdessen wurden sie als zusätzliches Instrument zur Rehabilitationsprogramme, so dass unmittelbare Wahrnehmung der Ergebnisse und Verfolgung von Verbesserungen, damit Patienten, motiviert zu bleiben.
TDSC und Roboter-assistierte Therapie vielversprechend Add-ons für Schlaganfallrehabilitation und gezielt die Modulation der Plastizität des Gehirns, mehrere Berichte beschreiben, deren Einsatz zur konventionellen Therapie und die Verbesserung der therapeutischen Ergebnisse zugeordnet werden. Allerdings wurden in jüngerer Zeit, einige kleine klinischen Studien entwickelt, die damit verbundenen Einsatz von tDCS und Roboter-assistierte Therapie in der Schlaganfallrehabilitation zu beschreiben. In diesem Artikel beschreiben wir die kombinierten Methoden, die in unserem Institut zur Verbesserung der motorischen Leistung nach einem Schlaganfall.

Nicht-invasive Gehirnstimulation mit tDCS hat vor kurzem Interesse aufgrund der möglichen Auswirkungen neuroplastischen, vergleichsweise preiswert Ausstattung, Benutzerfreundlichkeit und einige Nebenwirkungen22erzeugt. Studien haben gezeigt, dass Neuromodulation durch tDCS hat das Potenzial, kortikale Erregbarkeit und Plastizität, fördert damit die Verbesserung der motorischen Leistung durch Synaptische Plastizität durch die Stimulierung der primärbewegungsrin...

Watch this Scientific Journal Video about The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb at JoVE.com

The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb

Die kombinierte Verwendung von transkranielle Gleichstrom Stimulation und Roboter-Therapie als ein Add-on für konventionelle Rehabilitationstherapie kann bessere therapeutische Ergebnisse durch Modulation der Plastizität des Gehirns führen. In diesem Artikel beschreiben wir die kombinierten Methoden, die in unserem Institut zur Verbesserung der motorischen Leistung nach einem Schlaganfall.

Der kombinierte Einsatz von Transcranial Direct aktuelle Stimulation und Roboter-Therapie für die obere Extremität

Neurologic disorders such as stroke and cerebral palsy are leading causes of long-term disability and can lead to severe incapacity and restriction of ...

Neurologische Störungen wie Schlaganfall, Zerebralparese und traumatische Hirnverletzungen sind die Hauptursachen für langfristige Instabilität, die die Lebensqualität des Patienten verringert. Die motorische Erholung wird durch Neuroplastizität angetrieben. Daher basieren Rehabilitationstherapien stark auf hoher Dosis, intensivem Training und intensiver Wiederholung von Bewegungen, um die Erholung von Kraft und Bewegungsumfang zu ermöglichen.Das Aufkommen der Roboter-Assistivtherapie hat sich als sehr wertvoll für die Rehabilitation, Einflussprozess der Neuroplastizität und Hiergonisierung gezeigt. Der wichtigste Vorteil des Einsatzes von Robotertechnologie und Rehabilitationsinterventionen ist die Fähigkeit, eine hohe Dosierung und hohe Intensität sanieren zu können, die sonst ein sehr arbeitsintensiver Prozess wäre. Es ermöglicht auch eine sofortige Wahrnehmung und Bewertung der motorischen Erholung und kann auch sich wiederholende Aktionen in sinnvolle interaktive funktionale Aufgaben verwandeln.Eine weitere neue Technik, die für die Rehabilitation entwickelt wird, ist das tDCS, das die kürzere für transkranielle Gleichstromstimulation ist. tDCS ist eine niedrig ausweichende Hirnstimulationstechnik, die die Veränderungen der Stromerregbarkeit durch den Einsatz einer elektrischen kortikalen Stimulation mit niedriger Intensität ermöglicht, die über diese Anzahl angewendet wird. tDCS, transkranielle Gleichstromstimulation, hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit bei Forschern und auch Klinikern geweckt.Es gibt mehrere Gründe zu erklären. Der Hauptgrund ist aufgrund seiner Auswirkungen auf die Neuroplastizität, und die anderen Gründe sind, weil tDCS Gerät ist billig und auch, weil tDCS ist eine einfache Technik zu bedienen. tDCS wurde für verschiedene Arten von Krankheiten untersucht, wie Epilepsie, Parkinson, Depression und Schlaganfall.Jedoch, tDCS ist unwahrscheinlich optimal für die funktionelle Erholung auf eigene Faust, aber es zeigt zunehmende sende Versprechen als Eine zusatztherapie in der Rehabilitation, wie es gehirn Plastizität verbessert. Die meisten Studien mit Robotertherapien oder tDCS verwenden sie isoliert. Es wurden nur wenige Studien durchgeführt, die beide kombinierten, die möglicherweise ihre wohltuende Wirkung über jede Intervention hinaus verstärken könnten.Diese wenigen kleinen Studien zeigten einen möglichen synergistischen Effekt zwischen diesen beiden Verfahren mit verbesserter motorischer Rückgewinnung und Funktionsfähigkeit. In diesem Video beschreiben wir die kombinierten Methoden, die in unserem Institut zur Verbesserung der Motorleistung nach einem Schlaganfall eingesetzt werden. tDCS kann entweder vor oder während der Roboterrehabilitation verwendet werden, wie in der medizinischen Literatur gezeigt.Benötigte Geräte: tDCS-Gerät, Kabel, Gummibänder, Schwämme, Natriumchloridlösung, Messband, Elektroden, Batterie. Die Stimulationsposition wird durch die Messung der Kopfhaut gefunden. Mit der Konvention des EEG 10/20 Systems, wie in unserem vorherigen Artikel beschrieben.In diesem Protokoll stimulieren wir den primären Motorkortex (M1). Um diesen Punkt zu lokalisieren, berechnen Sie 20 % der auricularen Messung. Dieser Spot sollte dem EEG-Standort C3/C4 entsprechen. Platzieren Sie die Elektrode in der Mitte dieses Spots und die Sekundärelektrode über dem kontralateralen Superorbitalbereich.Nach der Vorbereitung der Haut und der Lokalisierung der Stimulationsstelle, Nach tDCS, verweisen Patienten auf Eine Robotertherapie. In diesem Protokoll werden wir die Verwendung des Werbespots MIT-Manus und T-WREX beschreiben. Der Roboter verfügt über mehrere Therapieprotokolle, die es den Patienten ermöglichen, Motorplanung, Augenhandkoordination, Aufmerksamkeit und Massenpraxis zu praktizieren.Die therapeutischen Übungen und Spiele üben sowohl Handgelenkbeugung und Verlängerung, zusammen mit radialen und ulnar Endesabweichung. Die Videoleinwand zeigt Hinweise auf die Aufgaben, die das Subjekt ausführen muss und gibt ständig Feedback über die Position des Arms. Bei einer Robotertherapie-Sitzung wählt der Therapeut das entsprechende Behandlungsprotokoll aus und der Roboter kann bei Bedarf Inechtzeit unterstützen.Der MIT-Manus Arm ermöglicht das Training der Ellenbogenbeugung und -verlängerung, Schultereinzug und -rückfall sowie die interne und äußere Schulterrotation auf einer horizontalen Ebene. Der Roboter hilft dem Patienten nur bei Bedarf. Wenn der Betreff beispielsweise die beabsichtigte Bewegung nicht innerhalb von zwei Sekunden realisieren kann, hilft die Maschine, ihre Bewegung abzuschließen.Wenn das Subjekt nicht genügend motorische Koordination hat, um die beabsichtigte Bewegung durchzuführen, wird der Roboter den Arm des Subjekts führen, um die entsprechende Bewegung zu tun. Die Roboter-Software hat mehrere therapeutische Übungsspiele für motorische Ausbildung. Das visuelle Feedback besteht in der Regel aus einem gelben Ball, den der Patient zwischen den Zielen bewegen muss.Weitere Schulungsszenarien sind verfügbar. Der T-WREX besteht aus einem Exoskelett, das in den Arm des Motivs passt und es ihm ermöglicht, seine Schulter-, Ellbogen- und Handgelenke in einer dreidimensionalen Umgebung frei zu bewegen. Der verstellbare mechanische Arm ermöglicht eine variable Schwerkraftunterstützung mittels eines Federmechanismus, so dass Patienten mit Restfunktion der oberen Extremität einen größeren aktiven Bewegungsbereich erreichen können.Die Kompensation für den Arm geht von A nach I und A bis E für den Unterarm. Es besteht aus einer linearen Skala der Schwerkraftunterstützung, bei der A keine Schwerkraftunterstützung hat. Die enthaltenen Therapieprotokolle und Spiele ermöglichen das Training aufgabenspezifischer Funktionen, indem das Exoskelett über einen 3D-Arbeitsbereich bewegt wird.Durch die Kombination von Bewegungen von Schulter, Unterarm, Ellenbogen und Handgelenk ermöglicht der Roboter ein aufgabenspezifisches, sich wiederholendes Training. Eine Trainingseinheit dauert in der Regel etwa 60 Minuten. In jeder Sitzung führt die Person etwa 72 Wiederholungen der Bewegung in Richtung verschiedener funktionaler Ziele durch.Zwischen jeder Bewegung, erlauben Sie ein 10-Sekunden-Intervall, um Ermüdung zu verhindern. Die auf diesem Video demonstrierten Roboter können als Teil des Rehabilitationsprogramms für mehrere neurologische Verletzungen, einschließlich Schlaganfall, Zerebralparese und Rückenmarksverletzungen, verwendet werden. Sie bieten auch schwerbehinderten Anwendern die Möglichkeit, selbstständig zu trainieren und profitieren von einer hochintensiven, sich wiederholenden und selbst initiierten Bewegungstherapie mit erhöhter Benutzermotivation.Nicht-invasive Hirnstimulation mit tDCS hat in letzter Zeit viel Interesse aufgrund seiner potenziellen Neuroplastizität Effekte, vergleichsweise preiswerte Ausrüstung, Benutzerfreundlichkeit, und wenige Nebenwirkungen. Studien haben gezeigt, dass Neuromodulation mit tDCS das Potenzial hat, kortikale Erregung und Plastizität zu modulieren und so zusätzliche Verbesserungen der motorischen Leistung durch langfristige Potenzierung durch Stimulierung des primären motorischen Kortex zu fördern. Frühere Studien berichteten über elektrophysiologische Effekte von tDCS, die bis zu 90 Minuten dauerten, und Verhaltenseffekte, die bis zu 30 Minuten nach einer einzigen tDCS-Sitzung von 20 Minuten andauerten.Die Beweise sind jedoch nach wie vor umstritten, da die positiven Ergebnisse nicht übereinstimmen. Eine frühere Studie fand funktionelle motorische Verbesserung nach bihemisphärischer Stimulation, die die Interventionszeit überdauerte. Die Evidenz für die Robotertherapie in der Rehabilitation ist prominenter und zeigt eine deutliche schrittweise Verringerung der motorischen Beeinträchtigung.Aufgrund der großen Anzahl von Herstellern und verschiedenen Arten von Robotergeräten hat jede Maschine jedoch ihre eigenen Eigenschaften, Qualitäten und Einschränkungen. Eine multizentrische, randomisierte kontrollierte Studie ergab, dass chronische Schlaganfallpatienten mit mittelschwerer bis schwerer Beeinträchtigung der oberen Gliedmaßen eine signifikante, aber bescheidene Verbesserung der Armfunktion, Bewegung und Lebensqualität nach dem Robotertraining während des 36-wöchigen Studienzeitraums im Vergleich zur üblichen Pflege hatten, jedoch nicht mit intensiver Physiotherapie. Während Studien zur Neurorehabilitation mit separaten tDCS oder Robotertherapien bereits durchgeführt wurden, wurden nur wenige Studien durchgeführt, die diese Therapien kombinierten.In einer früheren Studie wurde die Dimension des Timings in der kombinierten Robotertherapie mit tDCS für die Handgelenkrehabilitation bei chronischen Schlaganfallpatienten bewertet. Die Autoren fanden heraus, dass die Bewegungsgeschwindigkeit und -glätte des Handgelenks über 15 % verbessert wurde, als tDCS vor einer 20-minütigen Trainingseinheit mit Robotern geliefert wurde. Das vorliegende Papier zielte darauf ab, ein Standard-Therapieprotokoll für kombinierte nichtinvasive Hirnstimulation und robotergestützte Bewegungstherapie zu beschreiben, das als Ergänzung zur konventionellen Therapie bei Patienten mit Defiziten in der Armfunktion verwendet wird, um die motorische Kompetenz zu verbessern.tDCS und Robotik zeigen signifikante motorische Effekte, aber die meisten dieser Studien zeigen diese Effekte, wenn diese Techniken isoliert verwendet werden. Was ist wichtig zu erforschen ist, wenn wir diese beiden Techniken kombinieren ist es möglich, ihre Auswirkungen auf mehr Erholung zu verbessern. Die Robotertherapie setzt eine Erhöhung der kortikalen Erregbarkeit im Gehirn und eine Zunahme der affetierenden Inputs für das Gehirn.Diese in Kombination mit tDCS können aufgrund der synergetischen Wirkung dieser Therapien zusammen zu einem besseren motorischen Ergebnis führen.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

Die Kombination TMS und fMRT dem Standard-Modus Netzwerk Untersuchen

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Forschung

Neurowissenschaften

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Electrode Positionierung und Montage in Transkranielle Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Effekte der transkraniellen Wechselstrom Stimulation auf Primärbewegungsrinde durch Online-kombinierter Ansatz mit Transcranial magnetische Anregung

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Remotely Supervised Transcranial Direct Current Stimulation: An Update on Safety and Tolerability

Aus der Ferne überwacht Transcranial Direct aktuelle Stimulation: Ein Update auf Sicherheit und Verträglichkeit

The remotely supervised tDCS (RS-tDCS) protocol enables participation from home through guided and monitored self-administration of tDCS treatment while ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Kombinierte Transcranial magnetische Anregung und Elektroenzephalographie des dorsolateralen präfrontalen Kortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) bei Mäusen

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for ...

Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation

Bilateralen Bewertung der kortikospinalen Bahnen der Knöchel Muskeln mit navigierte transkranielle Magnetstimulation

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans ...

Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation

Stimulationspositionsbestimmung mit einem 3D-Digitizer mit high-Definition Transkranialer Gleichstromstimulation

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, ...

Simultaneous Application of Transcranial Direct Current Stimulation during Virtual Reality Exposure

Gleichzeitige Anwendung der transkraniellen Gleichstromstimulation während der Virtual-Reality-Exposition

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a form of non-invasive brain stimulation that changes the likelihood of neuronal firing through ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) for Memory Enhancement

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS for Memory Enhancement

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) zur Gedächtnisverbesserung

Memory enhancement is one of the great challenges in cognitive neuroscience and neurorehabilitation. Among various techniques used for memory enhancement, ...