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

Gli autori vorrei ringraziare la Spaulding laboratorio di neuromodulazione e Instituto de Reabilitação Lucy Montoro per il loro generoso sostegno a questo progetto.

Questo protocollo segue le linee guida del Comitato di etica di ricerca umana della nostra istituzione.
1. TDC
<ol><li>Controindicazioni e considerazioni speciali Nota: tDCS è una tecnica sicura che invia corrente costante e basso attraverso gli elettrodi, indurre cambiamenti nell'eccitabilità di un neurone dell'area stimolata.<ol>
<li>Prima dell'installazione del dispositivo, confermare che il paziente non ha delle controindicazioni al tDCS, come reazioni avverse al tr...

<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 questo protocollo, descriviamo un protocollo di terapia standard per la stimolazione combinata tDCS associati e terapia robotica, utilizzato come complemento ai programmi di riabilitazione convenzionale in pazienti con problemi di braccio. Obiettivo del protocollo è quello di migliorare la mobilità e la funzione motoria. È importante osservare sulla rampa e rampa-off della macchina tDCS per evitare qualsiasi rischio di effetti avversi. tDCS è una tecnica sicura con pochi effetti collaterali descritti in letteratur...

Disturbi neurologici quali ictus, paralisi cerebrale e trauma cranico sono principali cause di disabilità a lungo termine, a causa di lesioni e successivi sintomi neurologici che possono portare a grave incapacità e la restrizione delle quotidiane attività1. Disordini di movimento riducono significativamente la qualità della vita di un paziente. Recupero motorio è fondamentalmente guidato da neuroplasticità, il meccanismo di base sottostanti la riacquisizione delle abilità motorie perdita a causa di lesioni cerebrali2,3. Così, terapie di riabilitazione sono fortemente basate su formazione intensiva della alto-dose e intensa ripetizione di movimenti per recuperare le forze e la gamma di movimento. Queste attività ripetitive sono basate sui movimenti di vita quotidiana, e i pazienti possono diventare meno motivati a causa del lento recupero motorio ed esercizi ripetitivi, che possono compromettere il successo di Neuroriabilitazione4. Terapia intensiva fisica ed occupazionale sono ancora considerati principali trattamenti, ma più recenti terapie dell'aggiunta alla riabilitazione standard stanno studiandi per ottimizzare risultati funzionali1.
L'avvento delle terapie robot-assistita ha dimostrato di avere grande valore nella riabilitazione del colpo, influenzando i processi di plasticità sinaptica neuronale e riorganizzazione. Essi sono stati studiati per l'addestramento dei pazienti con funzioni neurologiche danneggiate e assistere le persone con disabilità5. Uno dei vantaggi più importanti dell'aggiunta di tecnologia dei robot per interventi riabilitativo è la sua capacità di fornire una formazione ad alta intensità e ad alto dosaggio, che altrimenti sarebbe stato un processo molto laborioso6. L'uso di terapie robotiche, insieme a programmi informatici di realtà virtuale, consente un'immediata percezione e valutazione del recupero motorio e possibile modificare azioni ripetitive in compiti funzionali significativi, interattivi come pulizia piano cottura7 . Questo può elevare la motivazione dei pazienti e l'adesione al processo di riabilitazione lunga e consente, attraverso la possibilità di misurare e quantificare i movimenti, rilevamento del loro progresso5. Integrazione della terapia robotica nella prassi corrente può aumentare l'efficacia e l'efficacia della riabilitazione e permettere lo sviluppo di nuovi modi di esercizio8.
Robot di riabilitazione terapeutica fornire una formazione di attività specifiche e può essere diviso in dispositivi di tipo end-effector ed esoscheletro-tipo dispositivi9. La differenza tra queste classificazioni è relativo a come il movimento viene trasmesso dal dispositivo al paziente. Dispositivi di attuatore hanno strutture più semplici, come contattare arto del paziente solo nella sua parte più distale, rendendo più difficile isolare il movimento di un'articolazione. Dispositivi basati su esoscheletro hanno disegni più complessi con una struttura meccanica che rispecchia la struttura scheletrica dell'arto, così un movimento dell'articolazione del dispositivo produrrà lo stesso movimento dell'arto del paziente7,9.
Il T-WREX è un robot basato su esoscheletro che assiste i movimenti di tutto il braccio (spalla, gomito, avambraccio, polso e movimenti delle dita). Il braccio meccanico regolabile consente livelli variabili di sostegno di gravità, permettendo ai pazienti che hanno qualche funzione residua dell'arto superiore per raggiungere una maggiore gamma di movimento in una terapia spaziale tridimensionale7,9attiva. Il MIT-MANUS è un robot di tipo end-effector che lavora in un unico piano (x e y) e permette che una gravità bidimensionale compensata terapia, assistenza spalla e gomito movimenti spostando la mano del paziente nel piano orizzontale o verticale9 , 10. entrambi i robot hanno sensori di posizione incorporato che consente di quantificare il controllo motorio dell'arto superiore e recupero e un'interfaccia per l'integrazione di computer che permette 1) la formazione di attività funzionali significative simulato in un ambiente di apprendimento virtuale e 2) giochi di esercizio terapeutico, che aiutano la pratica del motore di pianificazione, i difetti del campo visivo, attenzione e coordinazione occhio-mano o trascura7,9. Essi inoltre consentono per la compensazione degli effetti di gravità sull'arto superiore e sono in grado di offrire supporto e assistenza ai movimenti ripetitivi e stereotipati in pazienti severamente alterati. Questo riduce progressivamente assistenza come il soggetto migliora e si applica assistenza minima o resistenza al movimento per i pazienti leggermente alterati9,11.
Un'altra nuova tecnica per la neuroriabilitazione è la stimolazione transcranica corrente continua (tDCS). tDCS è una tecnica di stimolazione cerebrale non invasiva che induce i cambiamenti di eccitabilità corticale attraverso l'uso di bassa ampiezza correnti continue applicate via cuoio capelluto elettrodi12,13. A seconda della polarità del flusso corrente, eccitabilità del cervello può essere aumentato da stimolazione anodica o diminuito di cathodal stimolazione2.
Recentemente, ci è stato interesse aumentato in tDCS, come esso è stato indicato per avere effetti benefici su una vasta gamma di malattie come ictus, epilessia, morbo di Parkinson, morbo di Alzheimer, fibromialgia, disturbi psichiatrici come la depressione, affettivo disordini e schizofrenia2. tDCS presenta alcuni vantaggi, quali la sua relativamente basso costo, facilità d'uso, la sicurezza e gli effetti collaterali rari14. tDCS è anche un metodo indolore e può essere attendibilmente accecati nei test clinici, come ha un finto modalità13. tDCS è probabile non ottimale per il recupero funzionale in proprio; Tuttavia, sta mostrando la promessa maggiore come terapia associata in riabilitazione, come migliora la plasticità di cervello15.
In questo protocollo, dimostriamo la terapia combinata di robot-assistita (con due robot di state-of-the-art) e neuromodulazione non invasiva con tDCS come metodo per migliorare i risultati di riabilitazione, oltre alla terapia fisica convenzionale. La maggior parte studia terapie robotiche che coinvolge o tDCS li hanno utilizzati come tecniche di isolato, e pochi hanno combinato di entrambi, che possono migliorare gli effetti benefici di là di ogni intervento da solo. Queste più piccole prove hanno dimostrato un possibile effetto sinergico fra le due procedure, con recupero del motore migliorato e capacità funzionale8,15,16,17,18, 19. Di conseguenza, nuove terapie multi-modale possono migliorare il recupero di movimento oltre le possibilità attuali.

<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

Disordini neurologici come ictus e paralisi cerebrale sono principali cause di disabilità a lungo termine e possono portare a gravi incapacità e limitazione delle attività quotidiane a causa di menomazioni degli arti inferiori e superiori. Terapia intensiva fisica ed occupazionale sono ancora considerati principali trattamenti, ma sono allo studio nuove terapie dell'aggiunta alla riabilitazione standard che può ottimizzare risultati funzionali.
La stimolazione transcranica corrente continua (tDCS) è una tecnica di stimolazione cerebrale non invasivo che polarizza sottostanti regioni del cervello attraverso l'applicazione di deboli correnti continue attraverso gli elettrodi sul cuoio capelluto, modulazione dell'eccitabilità corticale. Crescente interesse per questa tecnica può essere attribuito al suo basso costo, facilità d'uso e gli effetti sulla plasticità neurale umano. Una recente ricerca è stata eseguita per determinare il potenziale clinico di tDCS nei diversi termini quali la depressione, la malattia del Parkinson e riabilitazione motoria dopo il colpo. tDCS aiuta a migliorare la plasticità cerebrale e sembra essere una tecnica promettente in programmi di riabilitazione.
Un numero di dispositivi robotici è stato sviluppato per aiutare nella riabilitazione della funzione dell'arto superiore dopo il colpo. La riabilitazione dei deficit motori è spesso un processo lungo che richiede approcci multidisciplinari per un paziente raggiungere la massima indipendenza. Questi dispositivi non si intendono sostituire la terapia di riabilitazione manuale; invece, sono stati progettati come strumento aggiuntivo per i programmi di riabilitazione, permettendo la percezione immediata dei risultati e monitoraggio dei miglioramenti, aiutando così i pazienti a rimanere motivati.
Sia tDSC e robot-assistita terapia sono promettenti Add-ons per riabilitazione del colpo e la modulazione della plasticità del cervello, di destinazione con diversi rapporti che descrivono il loro uso per essere associato con la terapia convenzionale e il miglioramento dei risultati terapeutici. Tuttavia, più recentemente, alcuni piccoli studi clinici sono stati sviluppati che descrivono l'uso associato di tDCS e robot-assistita terapia nella riabilitazione del colpo. In questo articolo, descriviamo i metodi combinati utilizzati nel nostro Istituto per migliorare le prestazioni del motore dopo il colpo.

Stimolazione cerebrale non invasiva con TDC ha recentemente suscitato interesse a causa dei suoi potenziali effetti neuroplastici, attrezzature relativamente poco costoso, facilità d'uso e pochi effetti collaterali22. Gli studi hanno indicato quel Neuromodulazione di tDCS ha il potenziale per modulare l'eccitabilità corticale e plasticità, favorendo così i miglioramenti nella prestazione del motore attraverso la plasticità sinaptica stimolando la corteccia mot...

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

L'uso combinato di corrente continua la stimolazione transcranica e terapia robotica come un add-on per la terapia di riabilitazione convenzionale può provocare i risultati terapeutici migliorati grazie alla modulazione della plasticità del cervello. In questo articolo, descriviamo i metodi combinati utilizzati nel nostro Istituto per migliorare le prestazioni del motore dopo il colpo.

L'uso combinato di corrente stimolazione transcranica diretta e terapia robotica per l'arto superiore

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

Disturbi neurologici come ictus, paralisi cerebrale e lesioni cerebrali traumatiche, sono le principali cause di instabilità a lungo termine che riducono la qualità della vita di un paziente. Il recupero motorio è guidato dalla neuroplasticità. Pertanto, le terapie riabilitative si basano fortemente su dosi elevate, allenamento intensivo e ripetizione intensa dei movimenti in modo da consentire il recupero della forza e della gamma di movimento.L'avvento della terapia assistiva robotica ha dimostrato un grande valore per la riabilitazione, influenzando il processo di neuroplasticità ed eregonizzazione. Il vantaggio più importante dell'utilizzo della tecnologia robotica e dell'intervento riabilitativo è la capacità di fornire un addestramento ad alto dosaggio e ad alta intensità che altrimenti sarebbe un processo ad alta intensità di manodopera. Consente inoltre una percezione e una valutazione immediate del recupero motorio e può anche trasformare le azioni ripetitive in attività funzionali interattive significative.Un'altra nuova tecnica in fase di sviluppo per la riabilitazione è il tDCS, che è il più breve per la stimolazione della corrente continua transcranica. TDCS è una tecnica di stimolazione cerebrale a bassa evasività che consente i cambiamenti nell'eccitabilità attuale attraverso l'uso di stimolazione corticale elettrica a bassa intensità applicata su questo conteggio. TDCS, stimolazione transcranica a corrente continua, ha generato molta attenzione ultimamente da parte dei ricercatori e anche dei medici.Ci sono diversi motivi per spiegare. La ragione principale è dovuta ai suoi effetti sulla neuroplasticità, e gli altri motivi sono perché il dispositivo tDCS è economico e anche perché tDCS è una tecnica facile da usare. tDCS è stato studiato per diversi tipi di malattie, come epilessia, Parkinson, depressione e ictus.Tuttavia, tDCS è improbabile ottimale per il recupero funzionale da solo, ma sta mostrando una promessa crescente come terapia aggiuntiva nella riabilitazione in quanto migliora la plasticità cerebrale. La maggior parte degli studi che coinvolgono terapie robotiche o tDCS li usano isolati. Sono stati effettuati pochi studi che li combinano entrambi, il che potrebbe migliorare i loro effetti benefici al di là di ogni singolo intervento.Queste poche piccole prove hanno dimostrato un possibile effetto sinergico tra queste due procedure con un migliore recupero del motore e capacità funzionale. In questo video, descriviamo i metodi combinati utilizzati nel nostro istituto per migliorare le prestazioni motorie dopo l'ictus. tDCS può essere utilizzato prima o durante la riabilitazione robotica come dimostrato nella letteratura medica.Attrezzature necessarie: dispositivo tDCS, cavi, elastici, spugne, soluzione di cloruro di sodio, nastro di misura, elettrodi, batteria. La posizione di stimolazione si trova attraverso la misurazione del cuoio capelluto. Utilizzo della convenzione del sistema EEG 10/20, come descritto nel nostro precedente articolo.In questo protocollo, stimoleremo la corteccia motoria primaria, o M1. Per individuare questo punto, calcolare il 20% della misurazione auricolare. Questo punto deve corrispondere alla posizione EEG C3/C4. Posizionare l'elettrodo al centro di questo punto e l'elettrodo secondario sulla regione super orbitale contraltrale.Dopo aver preparato la pelle e aver localizzare il sito di stimolazione, Dopo il tDCS, indirizzare i pazienti a sottoporsi a terapia robotica. In questo protocollo, descriveremo l'uso dello spot del MIT-Manus e del T-WREX. Il robot ha diversi protocolli terapeutici, che consentono ai pazienti di praticare la pianificazione motoria, la coordinazione occhio-mano, l'attenzione e la pratica di massa.Gli esercizi terapeutici e i giochi praticano sia la flessione che l'estensione del polso, insieme alla deviazione radiale e ulnare. La schermata video mostra i segnali delle attività che il soggetto deve eseguire e fornisce costantemente un feedback sulla posizione del braccio. Durante una sessione di terapia robotica, il terapeuta seleziona il protocollo di trattamento appropriato e il robot può fornire assistenza in tempo reale, se necessario.Il braccio MIT-Manus consente l'allenamento della flessione e dell'estensione del gomito, la protrazione e la retrazione delle spalle e la rotazione interna ed esterna della spalla su un piano orizzontale. Il robot assisterà il paziente solo se necessario. Ad esempio, se il soggetto non riesce a realizzare il movimento previsto entro due secondi, la macchina aiuterà a completare il suo movimento.Se il soggetto non ha abbastanza coordinazione motoria per eseguire il movimento previsto, il robot guiderà il braccio del soggetto per fare il movimento appropriato. Il software robot ha diversi giochi di esercizi terapeutici per l'allenamento motorio. Il feedback visivo di solito consiste in una palla gialla che il paziente deve spostare tra i bersagli.Sono disponibili altri scenari di formazione. Il T-WREX è costituito da un esoscheletro che si adatta al braccio del soggetto e gli consente di muovere liberamente le articolazioni di spalla, gomito e polso in un ambiente tridimensionale. Il braccio meccanico regolabile consente livelli variabili di supporto gravitazionale tramite un meccanismo a molla, consentendo ai pazienti con funzione dell'arto superiore residuo di ottenere una gamma attiva più ampia di movimento.Il compenso per il braccio va da A a I e da A a E per l'avambraccio. Consiste in una scala lineare di supporto gravitazionale in cui A non ha supporto gravitazionale. I protocolli e i giochi terapeutici inclusi consentono l'allenamento di funzioni specifiche delle attività spostando l'esoscheletro attraverso uno spazio di lavoro 3D.Combinando i movimenti della spalla, dell'avambraccio, del gomito e del polso, il robot consente un allenamento ripetitivo specifico per le attività. Una sessione di allenamento di solito dura circa 60 minuti. In ogni sessione, l'individuo esegue circa 72 ripetizioni del movimento verso diversi obiettivi funzionali.Tra ogni movimento, consentire un intervallo di 10 secondi per evitare affaticamento. I robot dimostrati in questo video possono essere utilizzati come parte del programma riabilitativo per diverse lesioni neurologiche, tra cui ictus, paralisi cerebrale e lesioni del midollo spinale. Offrono la capacità anche agli utenti gravemente compromessi di allenarsi in modo indipendente e beneficiare di una terapia di movimento ripetitiva e auto-avviata ad alta intensità con una maggiore motivazione dell'utente.La stimolazione cerebrale non invasiva con tDCS ha generato molto interesse di recente a causa dei suoi potenziali effetti di neuroplasticità, apparecchiature relativamente economiche, facilità d'uso e pochi effetti collaterali. Gli studi hanno dimostrato che la neuromodulazione con tDCS ha il potenziale per modulare l'eccitabilità corticale e la plasticità, promuovendo così ulteriori miglioramenti nelle prestazioni motorie attraverso il potenziamento a lungo termine stimolando la corteccia motoria primaria. Studi precedenti hanno riportato effetti elettrofisiologici di tDCS della durata fino a 90 minuti e effetti comportamentali che durano fino a 30 minuti dopo una singola sessione tDCS di 20 minuti.Le prove, tuttavia, sono ancora controverse, in quanto i risultati positivi non sono coerenti. Uno studio precedente ha trovato un miglioramento funzionale del motore dopo la stimolazione biemisferica che è durata il periodo di intervento. Le prove della terapia robotica nella riabilitazione sono più evidenti, dimostrando chiare riduzioni incrementali della compromissione motoria.Tuttavia, a causa del gran numero di produttori e di diversi tipi di dispositivi robotici, ogni macchina ha le proprie proprietà, qualità e limitazioni. Uno studio controllato randomizzato multi-centro ha scoperto che i pazienti con ictus cronico con compromissione degli arti superiori da moderata a grave avevano un miglioramento significativo ma modesto della funzione del braccio, del movimento e della qualità della vita dopo l'allenamento robotico durante il periodo di studio di 36 settimane rispetto alle cure abituali, ma non con la terapia fisica intensiva. Mentre gli studi di neuroriabilitazione con tDCS separati o terapie robotiche sono stati fatti prima, sono stati condotti pochi studi combinando queste terapie.Uno studio precedente ha valutato la dimensione dei tempi nella terapia robotica combinata con tDCS per la riabilitazione del polso nei pazienti con ictus cronico. Gli autori hanno scoperto che la velocità e la scorrevolezza del movimento del polso sono state migliorate di oltre il 15% quando tDCS è stato consegnato prima di una sessione di 20 minuti di allenamento robotico. Il presente documento mirava a descrivere un protocollo di terapia standard per la stimolazione cerebrale non invasiva combinata e la terapia del movimento assistita da robot, utilizzata come aggiunta alla terapia convenzionale, in pazienti con deficit di funzione del braccio al fine di migliorare l'abilità motoria.tDCS e robotica mostrano effetti motori significativi, ma la maggior parte di questi studi mostra questi effetti quando queste tecniche sono utilizzate isolatamente. Ciò che è importante esplorare è che quando combiniamo queste due tecniche è possibile migliorare i loro effetti su una maggiore ripresa. La terapia robotica termina un aumento dell'eccitabilità corticale nel cervello e un aumento dell'inputfferente al cervello.Questi combinati con tDCS possono comportare un risultato motorio migliore a causa dell'effetto sinergico di tali terapie combinate.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

La combinazione di stimolazione magnetica transcranica e fMRI per esaminare il modo predefinito della rete

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 ...

Ricerca

Neuroscienze

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Posizionamento elettrodo e Montage stimolazione transcranica diretta in corrente

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

Effetti della stimolazione transcranica con corrente alternata la corteccia motoria primaria di approccio combinato Online con stimolazione magnetica transcranica

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

Supervisione da remoto Transcranial diretta stimolazione corrente: Un aggiornamento sulla sicurezza e la tollerabilità

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

Stimolazione magnetica transcranica combinata e l'elettroencefalografia della corteccia prefrontale dorsolaterale

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

Stimolazione transcranica corrente continua (tDCS) in topi

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

Valutazione bilaterale delle vie Corticospinal dei muscoli della caviglia utilizzando navigato la stimolazione magnetica transcranica

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

Stimolazione della posizione Determinazione utilizzando un digitalizzatore 3D con stimolazione a corrente diretta transcranica ad alta definizione

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

Applicazione simultanea della stimolazione transcranica a corrente continua durante l'esposizione alla realtà virtuale

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

Stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) per il miglioramento della memoria

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