この研究は、NIHの助成金（; NIH / NICHD / NCMRR R24 HD050821-08シカゴのリハビリテーション研究所との下請契約の下で、NIH / NINDS R01NS060774）によって部分的にサポートされていました。著者はクレイグDitommaso、彼の編集や有益な助言のためにMDを感謝します。

以下BreEStimプロトコルは指屈筋痙縮、神経因性疼痛管理の両方に適用することができる。主な違いは、表面電極の配置と刺激強度の調整にある。これらの違いは、アプリケーションごとに詳細に説明されている。 1。件名準備と設定<ol><li>快適座席件名を。治療台に楽に腕や手を置きます。 </li><li>表面電極の配置のための関心領域を特定し、ローカライズします。 <ol><li>痙性管理のために、手指伸筋の筋腹を触診し、電気刺激で確定します。 </li><li>疼痛管理のために、 例えば 、複数の症状でSCIを鍼興味のある側と同側の前腕24でNeiguanとWeiguanの点、 例えば 、切断17、または側面を見つけます。 Neiguanは掌側の手首のしわ上記の3本指幅約位置しています前腕の内側と外側のボード間の真ん中で、d（ すなわち 、前腕の1月6日遠位）24（ 図3）。 Weiguanは前腕24の背側面に位置Neiguanのカウンターパートである。 </li></ol></li><li>焦点と分離電気的な刺激を提供するために、約2cm X 2cm角にそれぞれの自己接着電極をトリムします。 <ol><li>痙性管理のために、指伸筋腹（ 図4）を介して陰極を配置します。カソードへ〜2センチメートル遠サイト1に陽極を取り付けます。最小限の手首応答で最大かつ孤立指拡張応答を誘発するとき、アノードとカソードのためのサイトを最適化します。 </li><li>疼痛管理のために、Neiguan上のカソード電極と、Weiguan上のアノード電極を配置します。 </li></ol></li><li>電気刺激装置（Digitimer DS7A、イギリス、に表面電極を接続<a href="http://www.digitimer.com" target="_blank">www.digitimer.com</a> ）。 </li><li>フェイスマスクを置き、固定します。空気漏れを防ぐため、マスク（ 図5）を身に着けていることの快適さを提供するために個人の顔に合わせて慎重にフェイスマスクのサイズを選択します。 </li><li>呼気システム（;カンザスシティ、ミズーリ、1110Aシリーズは、ハンスロドルフ社にフェイスマスクを接続<a href="http://www.rudolphkc.com" target="_blank">http://www.rudolphkc.com</a> ）。 </li></ol> 2。自発呼吸に命令自発呼吸、特に自主的な吸入は、この介入に重要な役割を果たしている。自主的な吸入が努力したディープかつ迅速吸入として定義されています。単一の孤立した深呼吸、深呼吸ルーチンに似ていますが、より速く、より強力なを取る被験者に指示します。呼吸周期の強制吸入の前に自主的な呼気を実行する必要はありません。被験者が指示を理解するために8〜10練習試行を持つことができます。 3。電気刺激セッティNGS <ol><li> 0.1ms持続時間を持つ単一の矩形波パルスのような単一の電気刺激を設定します。電気刺激の強度は、アプリケーションごとに異なる​​です。単一の電気刺激が毎回配信されているので、周波数パラメータを設定する必要はありません。 </li><li> 2）被験者が許容できることを最高レベル、痙性管理のために、1）隔離された指の拡張応答は手首関節の応答の最小限の関与で誘発される電気刺激の強度を決定する。刺激強度の絶対的な大きさは、別の科目ごとに異なる​​可能性があります。被写体が最高の結果を達成するために容認することを最高の強度を奨励しています。 </li><li>疼痛管理のために、被験者は刺激強度の増分変更を決定することができます。開始強度はゼロである。最高レベルは、刺激または被験者が許容できるレベルの最大出力です。ただし、明示的に首題を指示ECTその不快感や苦しさ、電気的な刺激であっても &quot;嫌悪&quot;は、治療の一環であるため、被験者が許容できることを最高のレベルを選択するために被写体を奨励しています。 </li></ol> 4。電気刺激の制御<ol><li> BreEStimとESTIM：2つの方法で電気刺激の送出を制御するためのカスタマイズのLabView（国立楽器、オースティン、テキサス州）プログラムを書く。 </li><li>呼吸制御型電気刺激（BreEStim）（ 図6）： <ol><li>深いと高速吸入中自主吸入、 すなわち 、時のピーク気流速度を決定します。 </li><li> 40パーセントピーク気流速度であるしきい値を決定します。注目すべきは、より深く、より速く自発的な呼吸を促進するために、通常の呼吸時の空気流量よりも高いしきい値を設定します。 </li><li>その後、トリガ機能を設定します。隔離された自主的な吸入の瞬間気流速度がしきい値を超えて到達するか、目電子LabVIEWプログラムは、プリセット持続時間と強度16を持つ単一の電気刺激をトリガーし、提供します。被写体が要求に応じて休ませることができます。 </li></ol></li><li>ランダムトリガ型電気刺激（ESTIM）： <ol><li>被験者は呼吸上の特定の指示なしに、普通に呼吸できるようにします。 </li><li> LabVIEWプログラムは、ランダムプリセット期間および強度毎に4から7秒を持つ単一の電気刺激を提供します。同様に、被写体が要求に応じて休ませることができます。 </li></ol></li></ol> 5。 BreEStimの用量それは、治療の各セッションが100から120 BreEStim刺激を持っていることをお勧めします。これは、約30〜40分間続きます。 6。記録および監視<ol><li>自主的な吸入がこのプロトコルで重要な役割を果たしているので、フェイスマスクから空気漏れが発生していないことを確認してください。 </li><li>被験者はフェイスマスクを身に着けているときに低酸素血症と過呼吸の兆候を監視します。アルこの目的のために対象者の要求に応じて低い休息。 </li><li>任意の副作用は、顔マスクを介して自発呼吸の耐性、および心理社会的影響を記録します。 </li><li>疼痛管理のために、どんな痛みの軽減、 すなわち視覚的アナログスコア（VAS）を57と効果の持続時間を記録します。さらに痛みの軽減、 すなわち 、痛みがどの程度軽減され、どのくらいの時間が（還元×時間）持続の効果を定量化するために変更され、VAS（mVAS）を使用します。電気刺激の強さは、治療の各セッション中に変化するためにも、各セッションの平均強度を記録します。 </li><li>痙縮の管理については、目標筋肉や筋力、感覚、運動の範囲を含む他の臨床測定値の修正アシュワース尺度（MAS）の値を記録します。 </li></ol>

骨格筋の呼吸制御の電気的シミュレーション（：SL、係属中の特許出願、出願番号12146176発明者）の方法および装置。

上記の2例に示すように、呼吸制御型電気刺激（BreEStim）は、痙縮の管理と慢性脳卒中患者16と同様に、上記の患者における中枢性神経因性疼痛の管理に後続の手の機能回復に臨床的有効性を実証してきました膝上切断17患者における脊髄損傷や末梢起源の。この強化された臨床転帰とBreEStimの広範な臨床応用は、そのユニークなアプローチに起因している。自発呼吸関連した皮質と皮質下アクティベ40から51までの短い窓を対象とした電気刺激による介入は、内因性生理カップ、痙縮の管理16 例 、呼吸モーターカップリングを介して、その臨床効果を増大させる可能性があります。この介入では、自発的な呼吸が、特に自主的なインスピレーションは、重要になります。患者のための教育<html>適切な呼吸法と呼吸パラメータの正確な測定（ 例えば 、空気漏れ）にBreEStim介入の失敗を防止するための措置です。 新しい介入プロトコル - BreEStimは、より良い有効性と広いアプリケーションに加えて、いくつかの利点を持っています。 BreEStimは患者中心である。BreEStimは自発的呼吸が17を要求されるため、患者の積極的な参加を奨励しています。患者は、彼らが積極的に彼らの痛みを管理するに参加し、むしろ &quot;自分のケアの受動的な参加者&quot;よりも感じています。例えば、患者はゼロからの患者が17を容認することを最高のレベルに始まり、電気刺激の強さをコントロールします。これは彼らの治療コンプライアンスを向上させることができる。 EMG-トリガーESTIMも積極的な参加36を必要としますが 、患者が電気刺激の強さを制御することはできません。 ntentは&quot;&gt; BreEStimは統合、システムベースのアプローチを採用しています。前述の研究17に示すように、別の痛み対処メカニズムを電気刺激、鍼、嫌悪刺激し、自主的な呼吸の全身への影響を含め1プロトコルに統合されていますそのようなものとして、患者は、強化された鎮痛効果につながる、電気刺激の高いレベルを許容することができます。このような正のフィードバックループは（報酬系の活性化）大きい臨床効果が得られる。この統合は、システムベースのアプローチは、自発的な呼吸の特定の信号を使用しまた、システム間の相互作用の時間ウィンドウを識別するために使用することができる。このように、BreEStimは重度の痙縮の患者に適用することができる。これらの患者は、このように標的筋肉から &quot;クリーン&quot; EMG信号がありませんが、通常は随意収縮を実行することはできません利用可能。EMG-トリガー電気刺激では、ターゲットを絞った筋肉からの筋電信号（&lt;em&gt;は例えば、手指伸筋）は、電気刺激をトリガーする必要があります。したがって、筋電図·トリガESTIMのアプリケーションが適度痙性に軽度の患者に限られています。 BreEStimは、非侵襲性、非薬理学的治療法である。患者はしばしば薬の長期使用を必要とし、慢性的な痛みや痙縮のための最も薬は、時には非常に深刻なことができ、副作用があるので、これは重要です。副作用の可能性は、これらの潜在的な副作用がBreEStim治療で避けることができたであろ中毒、過剰摂取、離脱症状、便秘などがあります。 BreEStimは代替選択肢です。神経因性疼痛の管理が難しい場合は特に優れた鎮痛効果を持つ代替の非薬理学的治療が重要である。たとえば、回答者のわずか7％は薬物治療がSに続く神経因性疼痛に対して有効である報告郵便調査58のCI。 要約すると、この呼吸ドリブン刺激、BreEStimは、自発的な呼吸の間に活性化真性生理カップリングの新しく発見された現象に基づいている。 BreEStimプロトコルは、神経因性疼痛、脳卒中後の痙縮の管理のために臨床的有効性を実証してきました。さらなる研究が介入効果を仲介する基本的なメカニズムを調べるために保証されています。重要なのは、まだ見分けていない他のアプリケーションがあるかもしれません。

電気刺激（ESTIM）は、機能的な治療目標を達成するために、筋肉や神経への電流のアプリケーションを指します。それは広範囲の痛みの管理1、下垂足2、麻痺したり弱体化筋肉3の活性化と強化のための神経筋電気刺激（NMES）の腓骨神経刺激のための例えば 、経皮的電気神経刺激（TENS）は、種々の臨床の場で使用されてきました。 NMESが機能タスクを達成するために使用されるとき、それは機能的電気刺激（FES）4と呼ばれる。筋電図（EMG）·トリガー神経筋刺激が運動回復5-14およびストローク7,15後の痙性の減少で電気刺激の有効性を強化するために使用されています。本論文では、新しいESTIMプロトコル - 呼吸制御型電気刺激（BreEStim）は、systemiに関する最近の研究結果によると、導入され自発呼吸16、17のc効果。 経皮的電気神経刺激（TENS）は、疼痛管理1の非薬理学的検査法の一つである。 TENSは、非侵襲的に安価で、安全で、18を使用して容易である。 TENSは通常、所定の処理時間のために様々な周波数、強度、そして刺激のパルス持続時間で適用されます。 TENSは神経因性疼痛を含む、痛みの様々な条件に適用されている。 TENSの臨床効果は、特に脊髄損傷（SCI）と切断（口コミ数：1、19、20を参照）で、物議を醸している。可能なメカニズムは、ゲート制御理論21および内因性オピオイド22,23のリリースです。伝統的な中国医学の鍼治療は、疼痛管理のための別の非薬理学的な様式である。これはよく西洋医学24で受け入れられている。近代的な鍼治療では、伝統的な鍼治療の針は表面エレメントに置き換えられましたctrode（または同等品）。特殊な電極は、伝統的なツボの上の場所であり、電気的な刺激が配信されます。この変更は、電気鍼療法25、26と呼ばれている。針鍼と電気鍼療法は、内因性オピオイドの放出27、28を介して両方の鎮痛に有効である。電気鍼療法の効果は、通常、信頼性の高いですが、効果は、供給される電気刺激の強さと周波数に依存します。電気刺激の異なる周波数が異なる内因性オピオイドを生成し、鎮痛効果はナロキソン可逆26、27です。最近では、反復的な痛み刺激（嫌悪）が有意な痛みの減衰につながることが分かっている。誘発される痛みの減衰は29ナロキソン可逆的ではない。可能な新たな介入にメカニズム（鍼、電気刺激、嫌悪）対処これらの痛みを統合することにより、その臨床的有効性を向上させることができます。 5-10指拡張機能障害、12から14まで、34の脳卒中後の運動回復を容易にするために長年使用されている。手の機能の回復は、脳卒中患者のために重要であり、まだ非常に困難です。大体脳卒中を経験するすべての人々の3分の1は、手の機能33の主要な障害を持つ、上肢30から32までのいくつかの残留障害を持つことになります。筋活動がしきい値レベルに達するまで、EMG-トリガーNMES介入プロトコルは、特定の運動のための伸筋の随意収縮の開始を含む。 EMG活動がターゲットしきい値に達するとすぐに、補助電気刺激は動きを容易にするために開始されます。この介入プロトコルは運動回復6,7の正規NMESに優れています。チェヨン、ユ35はすべてのランダム化研究は、この介入を用いた運動機能の改善を報告したと述べているほとんど改善適度に障害のある患者に軽度のプロトコル。それは、この介入は、患者（目標EMGのしきい値を設定することによって）とリカバリにおける測定可能な変化だけでなく、皮質6,7で文書化された変更は、この結果の積極的な関与を活用している可能性が高いです。これは、コントロール群36と比較して、NMES群における治療後の同側の大脳皮質体性感覚野における皮質強度の有意な増加を示した最近の機能的MRI研究によってサポートされています。さらに、電気刺激はまた、脳卒中7,15後にけいれんを軽減するのに役立つかもしれませんが、効果はESTIM 37後の約30分間、短い持続する。これとは対照的に、呼吸制御された電気刺激の我々の最近の発明（BreEStim）があっても治療16の単一のセッションの後、痙性削減に長続きする効果を持っています。 人間の呼吸は非常にユニークな運動行為です。それ必要なときに自発的に、また睡眠中に、 例えば 、（自動呼吸）反射的に制御することができ、（自発呼吸） などが 、歌、スピーチなど自主的な呼吸の間に、人間は自主的自発的な皮質の活性化を介して呼吸の自律制御を抑止する必要があります（ &quot;皮質呼吸中枢&quot;）38、39。脳イメージング研究では、40から51は、一次運動野（M1）は、運動前野、補足運動野、一次および二次体性感覚野、島、前帯状皮質を含む両側皮質領域の広範な呼吸器関連の関与を明らかにしたと扁桃体と、背外側前頭前皮質。島は、センターを脳幹で強いコネクションを持っていることが知られており、痛みの処理52に参加しています。有効期限がパッシブながら自律呼吸の間、インスピレーションは主に胸壁の反動力に頼って、アクティブになっています。同様に、意志インスピレーションは、意志の有効期限46に比べて呼吸関連皮質と皮質下の領域をアクティブにします。自発呼吸時に活性化これらの皮質と皮質下の領域はまた別の機能に関与している筋肉の緊張、痛み、姿勢、気分、スピーチなどのような、53ので、他の機能の変調と呼吸の相互作用を関連付けるために不合理なことではありません。 最近、我々は自発的呼吸中の呼吸と運動系の間の相互作用が存在することを発見した。具体的には、指拡張·インスピレーション·カップリング16、54から56があります。電気刺激が自発的呼吸の吸気相中に手指伸筋に配信されると、慢性期脳卒中患者における手指屈筋の痙縮（筋緊張）の削減の長期的な効果は、16を観察する。上記-KNと患者に幻肢痛を撮影した別の研究17では、eeの切断はBreEStim処理後に姿を消したが、誤って持続的電気刺激を受けた後28日後に再登場。このケーススタディでは、神経因性疼痛（撮影ファントムの痛み）の侵害刺激の情動的要素が偶発的刺激によって再トリガその後BreEStim処理によって変更されたが、されていることを理解するためのユニークな機会を提供しています。トーンや痛みの軽減これらの観​​察結果は、自主的な呼吸、特にインスピレーションは、神経因性疼痛の管理や脳卒中後の痙縮の管理でその有効性を改善するために電気刺激パラダイムに組み込むことができることを実証しました。 ケースプレゼンテーションケース1：脳卒中後痙性管理患者は脳梗塞22ヶ月前に続発右片麻痺を持っていた69歳の男性でした。彼は医学的に安定しており、外来患者の物理的およびoccuから排出されていたpational療法プログラム。無脳機能イメージングの結果は、実験時に入手できなかった。彼は右側の弱点を持っていたが、補助器具なしで自力で歩くことができました。彼は残留自主指の屈曲と伸展していたが、十分に機能的な使用のために彼の手と指を開くことが90°からのMCP屈曲70°に彼の右中手指節（MCP）関節の動きの制限されたアクティブな範囲、 すなわち 、持つことができません。彼の右手の指の屈筋の筋緊張が適度に増加した。修正されたアシュワーススケール（MAS）は1 +であった。彼の右の手や指の感覚は、しかし、軽いタッチに無傷であった。彼は指伸筋へ約30分BreEStimを受け取った。彼の指の屈筋の痙性は最小に減少（MAS = 0）と自主的な指の拡張子は、処理直後はほぼ正常になりました。この患者は、同様に彼の手の機能を回復した。彼は障害手を使ってナイフやボタンシャツと肉を切ることができることを報告した。モールeが著しく、復旧がフォローアップ訪問（ 図1）の間に、少なくとも8週間を保持した。 ケース2：神経因性疼痛管理患者はT8アジア脊髄損傷で、その結果、自動車事故で4.5年前に脊髄損傷を負った40歳の男性でした。彼は他にアクティブな医療問題を有していなかった患者が、傷害レベルで神経因性疼痛を訴えた。彼は治療の前に2週間の痛み政権に安定していた。彼は最初の（5日間連続ごとに1つのセッション）ESTIMを受け、ウォッシュアウトとして1週間待ってから、同じ用量（5日間連続ごとに1つのセッション）でBreEStimを受け取った。各治療セッションは120刺激（ESTIMまたはBreEStim）から成っていた。表面電極は右前腕のツボ（NeiguanとWeiguan）に置いた。修正された視覚的アナログ尺度（mVAS）を各介入（ESTIMとBreEStim）の効果を比較するために使用された。笙など図2のwnは、BreEStimは、患者が正常に抗生物質で治療した尿路感染症（UTI）を有していたBreEStim中の2日目を除いて、ESTIMより大きい苦痛の削減効果がありました。電気刺激の強度はESTIMとBreEStim（ 図2）の間で類似していた。彼はUTIの間に、（刺激から最大出力強度が使用された）だけでなく、両方の介入を容認。全体の実験期間（4週間）の間に、被験者は、同じ用量および鎮痛薬のスケジュールを維持した。 BreEStimとESTIM治療セッションの両方が一日の同じ時間（11間の正午まで）で実施した、痛みの評価になるような変化はおそらく刺激効果と昼行ではない変化に起因する可能性がある。

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬/材料の名称 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> 注釈 </td></tr><tr><td>電気刺激装置</td><td> Digitimer </td><td> DS7A </td><td> <a href="http://www.digitimer.com/" target="_blank">http://www.digitimer.com</a> </td></tr><tr><td>呼気システム</td><td>ハンスロドルフ株式会社</td><td> 1110Aシリーズ</td><td> <a href="http://www.rudolphkc.com/" target="_blank">http://www.rudolphkc.com</a> </td></tr></tbody></table>

breathing-controlled electrical stimulation (breestim) for management of neuropathic pain and spasticity

電気刺激（ESTIM）は、機能的な治療目標を達成するために、筋肉や神経への電流のアプリケーションを指します。これは、広く様々な臨床現場で使用されてきました。自発呼吸と自発呼吸時に、システム間の本質的な生理作用の全身への影響に関連する最近の発見に基づいて、新しいESTIMプロトコル、呼吸制御型電気刺激（BreEStim）は、電気刺激の効果を増強するために開発されました。 BreEStimでは、単一パルス電気刺激がトリガーされて、隔離された自主的なインスピレーションの風量がしきい値に達した目標領域に送達。 BreEStimは自発的呼吸時に活性化され、優れた臨床効果を実証した本質的な生理学的な相互作用を統合しています。 BreEStimの二つの代表的なアプリケーションの詳細なプロトコルで報告されています：脳卒中後の指フレックスの管理脊髄損傷におけるまたは痙縮及び神経因性疼痛。

呼吸制御型電気刺激（BreEStim）は脊髄損傷や脳卒中後の指の屈筋の痙縮における神経因性疼痛の管理に優れた臨床効果を実証してきました。 BreEStim処理後の痙性の減少は、前処理条件の厳しさに依存します。 図1に示すように、指屈筋痙性が大幅BreEStim処理後に減少した。指屈筋の痙性はMAS 1最小（MAS = 0）に+から削減された。患者は機能的な使用のための彼の手と指を開くことができます。他の患者は痙性の削減と機能向上の同じ学位を持っていないかもしれないことに注意することが重要です。厳しい指屈筋痙縮（MAS = 3）を持つ患者においておよび残留自主指拡張（ 図4に示すように）を使用せずに、指屈筋痙性はMAS = 1に減少した。これは彼女の指を範囲に患者のために、それが容易になりますが、彼女のHAの機能的な使用を復元しませんND。 BreEStimはまた、より良く、より長く痛み削減効果を示しています図は、電気刺激の類似した強度で、BreEStimが正規電気刺激よりも良い結果を持っていることを示している。患者は尿路感染症を持っていたときしかし、BreEStimは2日目に痛みのスコアに影響を与えなかった。これは、痛みは感染によって混同されている場合BreEStimが痛みの軽減には効果がありませんことを示唆している。 自発呼吸がBreEStimに重要な役割を果たしている。空気漏れを防ぐために、患者（ 図5）フィットフェイスマスクを選択することが重要です。気流速度は、通常の呼吸（1.6リットル/秒、 図6）の間には比較的低い。力強い自主的な吸入が大幅に空気流量を（約8リットル/秒）増加する可能性があります。表面電極の配置も重要です。のように詳細に記載し、 図3と図4に示すように、痛みのための配置と痙性管理が異なっている。それは、手指伸筋の筋腹のその場所萎縮の結果として変更される可能性があり、脳卒中後の変形に注意することが必要である。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig1.jpg" /> 図1手姿勢プリ·ポストBreEStimの比較。脳卒中患者はBreEStim後、彼の手を開くことができます。 <img alt="図2" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50077/50077fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig2.jpg" /> 図2：痛みの軽減にBreEStimとESTIM効果の比較。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig3.jpg" /> 図3。Neiguanの場所。注意、Waiguanは上Neiguanのカウンターパートである前腕の背側面。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig4.jpg" /> 図4手指伸筋の表面電極の配置。 <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig5.jpg" /> 図5 BreEStim中の患者。表面電極NeiguanとWaiguanに配置されています。 <img alt="図6" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50077/50077fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50077/50077fig6.jpg" /> 図6自主的なインスピレーションと安静吸気時に気流速度のリアルタイム測定。空気流量は安静吸気よりも自主的な吸気時にはるかに高いことに注意してください。それは、患者の呼吸が中断されたことを顕著です電気刺激による。

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

目的は、神経因性疼痛、痙縮の管理を行うための新しい方法、呼吸制御電気刺激（BreEStim）を提示することである。

神経因性疼痛、痙縮の管理のための呼吸制御型電気刺激（BreEStim）

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

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

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

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

22.9K ビュー.  University of Texas Health Science Center at Houston. 目的は、神経因性疼痛、痙縮の管理を行うための新しい方法、呼吸制御電気刺激（BreEStim）を提示することである。

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Programmed Electrical Stimulation in Mice

Genetically-modified mice have emerged as a preferable animal model to study the molecular mechanisms underlying conduction abnormalities, atrial and ventricular arrhythmias, and sudden cardiac death.1 Intracardiac pacing studies can be performed in mice using a 1.1F octapolar catheter inserted into the jugular vein, and advanced into the right atrium and ventricle. Here, we illustrate the steps involved in performing programmed electrical stimulation in mice. Surface ECG and intracardiac electrograms are recorded simultaneously in the atria, atrioventricular junction, and ventricular myocardium, whereas intracardiac pacing of the atrium is performed using an external stimulator. Thus, programmed electrical stimulation in mice provides unique opportunities to explore molecular mechanisms underlying conduction defects and cardiac arrhythmias.

Programmed electrical stimulation provides the ability to determine conduction properties of the heart, and the possibility to induce and terminate cardiac arrhythmias using various pacing protocols. Using a transvenous catheter, intracardiac electrogram recordings can be obtained in mice following programmed electrical stimulation protocols to identify arrhythmogenic substrates.

マウスにおけるプログラム電気刺激

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

医学

Using Visual and Narrative Methods to Achieve Fair Process in Clinical Care

The Institute of Medicine has targeted patient-centeredness as an important area of quality improvement. A major dimension of patient-centeredness is respect for patient's values, preferences, and expressed needs. Yet specific approaches to gaining this understanding and translating it to quality care in the clinical setting are lacking. From a patient perspective quality is not a simple concept but is best understood in terms of five dimensions: technical outcomes; decision-making efficiency; amenities and convenience; information and emotional support; and overall patient satisfaction. Failure to consider quality from this five-pronged perspective results in a focus on medical outcomes, without considering the processes central to quality from the patient's perspective and vital to achieving good outcomes. In this paper, we argue for applying the concept of fair process in clinical settings. Fair process involves using a collaborative approach to exploring diagnostic issues and treatments with patients, explaining the rationale for decisions, setting expectations about roles and responsibilities, and implementing a core plan and ongoing evaluation. Fair process opens the door to bringing patient expertise into the clinical setting and the work of developing health care goals and strategies. This paper provides a step by step illustration of an innovative visual approach, called photovoice or photo-elicitation, to achieve fair process in clinical work with acquired brain injury survivors and others living with chronic health conditions. Applying this visual tool and methodology in the clinical setting will enhance patient-provider communication; engage patients as partners in identifying challenges, strengths, goals, and strategies; and support evaluation of progress over time. Asking patients to bring visuals of their lives into the clinical interaction can help to illuminate gaps in clinical knowledge, forge better therapeutic relationships with patients living with chronic conditions such as brain injury, and identify patient-centered goals and possibilities for healing. The process illustrated here can be used by clinicians, (primary care physicians, rehabilitation therapists, neurologists, neuropsychologists, psychologists, and others) working with people living with chronic conditions such as acquired brain injury, mental illness, physical disabilities, HIV/AIDS, substance abuse, or post-traumatic stress, and by leaders of support groups for the types of patients described above and their family members or caregivers.

This paper illustrates an innovative visual approach (photovoice or photo-elicitation) to achieve fair process in clinical care for patients living with chronic health conditions, illuminate gaps in clinical knowledge, forge better therapeutic relationships, and identify patient-centered goals and possibilities for healing.

臨床ケアのフ​​ェアプロセスを達成するために、Visualと物語メソッドの使用

The Institute of Medicine has targeted patient-centeredness as an important area of quality improvement. A major dimension of patient-centeredness is ...

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional capacity. Transcutaneous surface stimulation of skeletal muscle involves a current flow between a cathode and an anode, thereby inducing excitement of the motor unit and the surrounding muscle fibers. 
NMES is an attractive modality to evaluate skeletal muscle adaptive responses for several reasons. First, it provides a reproducible experimental model in which physiological adaptations, such as myofiber hypertophy and muscle strengthening6, angiogenesis7-9, growth factor secretion9-11, and muscle precursor cell activation12 are well documented. Such physiological responses may be carefully titrated using different parameters of stimulation (for Cochrane review, see 13). In addition, NMES recruits motor units non-selectively, and in a spatially fixed and temporally synchronous manner14, offering the advantage of exerting a treatment effect on all fibers, regardless of fiber type. Although there are specified contraindications to NMES in clinical populations, including peripheral venous disorders or malignancy, for example, NMES is safe and feasible, even for those who are ill and/or bedridden and for populations in which rigorous exercise may be challenging. 
Here, we demonstrate the protocol for adapting commercially available electrodes and performing a NMES protocol using a murine model. This animal model has the advantage of utilizing a clinically available device and providing instant feedback regarding positioning of the electrode to elicit the desired muscle contractile effect. For the purpose of this manuscript, we will describe the protocol for muscle stimulation of the anterior compartment muscles of a mouse hindlimb.

A murine model of neuromuscular electrical stimulation (NMES), a safe and inexpensive clinical modality, to the anterior compartment muscles is described. This model has the advantage of modifying a readily available clinical device for the purpose of eliciting targeted and specific muscle contractions in mice.

神経筋電気刺激による筋力トレーニングのマウスモデル

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional ...

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in injured sensory neurons and along the entire nociceptive pathway within the central nervous system. It is usually chronic and challenging to treat. In order to study neuropathic pain and its treatments, different models have been developed in rodents. These models derive from known etiologies, thus reproducing peripheral nerve injuries, central injuries, and metabolic-, infectious- or chemotherapy-related neuropathies. Murine models of peripheral nerve injury often target the sciatic nerve which is easy to access and allows nociceptive tests on the hind paw. These models rely on a compression and/or a section. Here, the detailed surgery procedure for the &#34;cuff model&#34; of neuropathic pain in mice is described. In this model, a cuff of PE-20 polyethylene tubing of standardized length (2 mm) is unilaterally implanted around the main branch of the sciatic nerve. It induces a long-lasting mechanical allodynia, i.e., a nociceptive response to a normally non-nociceptive stimulus that can be evaluated by using von Frey filaments. Besides the detailed surgery and testing procedures, the interest of this model for the study of neuropathic pain mechanism, for the study of neuropathic pain sensory and anxiodepressive aspects, and for the study of neuropathic pain treatments are also discussed.

Neuropathic pain is a consequence of a lesion or disease affecting the somatosensory system. The &#8220;cuff model&#8221; of neuropathic pain in mice consists of the implantation of a polyethylene cuff around the main branch of the sciatic nerve. Mechanical allodynia is tested using von Frey filaments.

マウスにおける神経因性疼痛の坐骨神経細胞浸潤モデル

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in ...

Chronic Constriction Injury of the Rat's Infraorbital Nerve (IoN-CCI) to Study Trigeminal Neuropathic Pain

Animal models are important tools to study the pathophysiology and pharmacology of neuropathic pain. This manuscript describes the surgical and behavioral procedures to study trigeminal neuropathic pain in rats. To meet the specificity of trigeminal neuropathic pain syndromes, the infraorbital nerve (IoN) is subjected to a chronic constriction injury (CCI) by loosely ligating the nerve. An intra-orbital approach is presented here to expose and ligate the IoN in the orbital cavity. After IoN ligation, rats exhibit changes in spontaneous behavior and in response to von Frey hair stimulation that are indicative of persistent pain and mechanical allodynia. Two phases can be defined in the development of the behavioral changes. During the first week following IoN-CCI (phase 1), rats show an increased and asymmetric face grooming activity, i.e., with face wash strokes primarily directed to the nerve-injured IoN territory. A distinction is made between face grooming behavior that is part of a more general body grooming behavior, which remains largely unaffected by IoN-CCI, and face grooming that is neither preceded nor followed by body grooming, which is significantly increased after IoN-CCI. During this period, responsiveness to mechanical stimulation of the IoN territory is reduced. This hyporesponsiveness is abruptly replaced by an extreme hyperresponsiveness whereby even very weak stimulus intensities provoke nocifensive behavior (phase 2). The phenomenological similarities between these behavioral alterations and reported signs of facial pain (i.e., responses to noxious stimulation of the face) suggest the presence of dysesthesia/paresthesia and mechanical allodynia in the ligated IoN territory.

Chronic Constriction Injury of the Rat's Infraorbital Nerve IoN-CCI to Study Trigeminal Neuropathic Pain

This manuscript describes a rodent model to study trigeminal neuropathic pain. The methods described include surgical procedures to perform a chronic constriction injury of the rat&#8217;s infraorbital nerve and the post-surgical behavioral tests to measure the changes in spontaneous and evoked behavior that are indicative of persistent pain and allodynia.

三叉神経因性疼痛を研究するためにラットの眼窩下神経の慢性狭窄傷害（ION-CCI）

Animal models are important tools to study the pathophysiology and pharmacology of neuropathic pain. This manuscript describes the surgical and behavioral ...

Subcutaneous Trigeminal Nerve Field Stimulation for Refractory Facial Pain

Chronic or neuropathic trigeminal facial pain can be challenging to treat. Neurosurgical procedures should be applied when conservative treatment fails. Neuromodulation techniques for chronic facial pain include deep brain stimulation and motor cortex stimulation, which are complex to perform. Subcutaneous nerve field stimulation is certified for chronic back pain and is the least invasive form of neuromodulation. We applied this technique to treat chronic and neuropathic trigeminal pain as an individual therapy concept. First, trial stimulation is performed. Subcutaneous leads are placed in the painful trigeminal dermatome under local anesthesia. The leads are connected to an external neurostimulator that applies constant stimulation. Patients undergo a 12 day outpatient trial to assess the effect of the stimulation. Electrodes are removed after the trial. If the patient reports pain reduction of at least 50% in intensity and/or attack frequency, a reduction in medication or increase in quality of life, permanent implantation is scheduled. New electrodes are implanted under general anesthesia and are subcutaneously tunneled to an infraclavicular internal pulse generator. Patients are able to turn stimulation on and off and to increase or decrease the stimulation amplitude as needed.
This technique represents a minimal invasive alternative to other more invasive means of neuromodulation for trigeminal pain such as motor cortex stimulation or deep brain stimulation.

Treating chronic or neuropathic facial pain can be challenging when medical or standard treatment fails. Subcutaneous nerve field stimulation is the least invasive form of neuromodulation and is used for chronic back pain. We applied this technology to treat chronic and neuropathic trigeminal facial pain.

難治性顔面痛のための皮下三叉神経刺激

Chronic or neuropathic trigeminal facial pain can be challenging to treat. Neurosurgical procedures should be applied when conservative treatment fails. ...

Spontaneous and Evoked Measures of Pain in Murine Models of Monoarticular Knee Pain

Pain is the main cause of disability from arthritis. There is currently an unmet need for adequate treatments for arthritis pain. Pre-clinical models are necessary and useful for studying the mechanisms of pain and for evaluating efficacy of arthritis therapies. Measuring pain in animal models of arthritis is challenging. We have developed methods for measuring evoked and spontaneous pain in three models of murine arthritis. We quantitate the evoked pain responses of mice subjected to firm palpation of a painful knee. We also evaluate spontaneous pain by the proportion of weight and the amount of time placed on each of their 4 limbs after induction of arthritis pain in one knee. Joint pain in these mouse models produces a significant increase in evoked pain responses and an alteration in weight bearing. Since mice are quadrupeds, they offload the painful limb to the contralateral limb, to the forelimbs, or some combination. These methods are simple, require minimal equipment, and are reproducible and sensitive for detecting pain. They are useful for studying both disease-modifying arthritis treatments and analgesics in mice.

We have developed an evoked measure of arthritis pain and coupled it with a standardized method for measuring spontaneous pain in different murine models of chemically induced arthritis. These measures are sensitive and reproducible for different types of joint pain.

自発および誘発単膝痛症マウスモデルでの痛み対策

Pain is the main cause of disability from arthritis. There is currently an unmet need for adequate treatments for arthritis pain. Pre-clinical models are ...

Updated Technique for Reliable, Easy, and Tolerated Transcranial Electrical Stimulation Including Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of brain stimulation presents several potential advantages compared to other techniques, as it is noninvasive, cost-effective, broadly deployable, and well-tolerated provided proper equipment and protocols are administered. Even though tDCS is apparently simple to perform, correct administration of the tDCS session, especially the electrode positioning and preparation, is vital for ensuring reproducibility and tolerability. The electrode positioning and preparation steps are traditionally also the most time consuming and error-prone. To address these challenges, modern tDCS techniques, using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes, reduce complexity and setup time while also ensuring that the electrodes are consistently placed as intended. These modern tDCS methods present advantages for research, clinic, and remote-supervised (at home) settings. This article provides a comprehensive step-by-step guide for administering a tDCS session using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes. This guide demonstrates tDCS using commonly applied montages intended for motor cortex and dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulation. As described, selection of the head size and montage-specific headgear automates electrode positioning. Fully assembled pre-saturated snap-electrodes are simply affixed to the set position snap-connectors on the headgear. The modern tDCS method is shown to reduce setup time and reduce errors for both novice and expert operators. The methods outlined in this article can be adapted to different applications of tDCS as well as other forms of transcranial electrical stimulation (tES) such as transcranial alternating current stimulation (tACS) and transcranial random noise stimulation (tRNS). However, since tES is application specific, as appropriate, any methods recipe is customized to accommodate subject, indication, environment, and outcome specific features.

When administering transcranial direct current stimulation (tDCS), reproducible electrode preparation and placement are vital for a tolerated and effective session. The purpose of this article is to demonstrate updated modern setup procedures for the administration of tDCS and related transcranial electrical stimulation techniques, such as transcranial alternating current stimulation (tACS).

経頭蓋直流刺激を含む信頼性、容易、および許容経頭蓋電気刺激のための更新された技術

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of ...

Semi-Minimal Invasive Method to Induce Myocardial Infarction in Rats and the Assessment of Cardiac Function by an Isolated Working Heart System

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily and highly reproducible MI induction procedure is required to obtain further insight and better understanding of the underlying pathological changes. This procedure can also be used to evaluate the effects or potency of new and promising treatments (as drugs or interventions) in acute MI, subsequent remodeling and heart failure (HF). After intubation and pre-operative preparation of the animal, an anesthetic protocol with isoflurane was performed, and the surgical procedure was conducted&#160;quickly. Using a minimally invasive approach, the left anterior descending artery (LAD) was located and occluded by a ligature. The occlusion can be performed acutely for subsequent reperfusion (ischemia/reperfusion injury). Alternatively, the vessel can be ligated permanently to investigate the development of chronic MI, remodeling or HF. Despite common pitfalls, the drop-out rates are minimal. Various treatments such as remote ischemic conditioning can be examined for their cardioprotective potential pre-, peri- and post-operatively. The post-operative recovery was quick as the anesthesia was precisely controlled and the duration of the operation was short. Post-operative analgesia was administered for three days. The minimally invasive procedure reduces the risk of infection and inflammation. Furthermore, it facilitates rapid recovery. The &#8220;working heart&#8221; measurements were performed ex vivo and enabled precise control of preload, afterload and flow. This procedure requires specific equipment and training for adequate performance. This manuscript provides a detailed step-by-step introduction for conducting these measurements.

This article presents an efficient method to perform myocardial ischemia and subsequent chronic reperfusion in rats using a minimally invasive approach. In addition, left ventricular hemodynamic function of rats is assessed by echocardiography and isolated working heart methods.&#160;

ラットの心筋梗塞を誘導する半最小侵襲法と、単離した働く心臓システムによる心機能の評価

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily ...

Partial Sciatic Nerve Ligation: A Mouse Model of Chronic Neuropathic Pain to Study the Antinociceptive Effect of Novel Therapies

Management of chronic pain remains challenging to this day, and current treatments are associated with adverse effects, including tolerance and addiction. Chronic neuropathic pain results from lesions or diseases in the somatosensory system. To investigate potential therapies with reduced side effects, animal pain models are the gold standard in preclinical studies. Therefore, well-characterized and well-described models are crucial for the development and validation of innovative therapies. 
Partial ligation of the sciatic nerve (pSNL) is a procedure that induces chronic neuropathic pain in mice, characterized by mechanical and thermal hypersensitivity, ongoing pain, and changes in limb temperature, making this model a great fit to study neuropathic pain preclinically. pSNL is an advantageous model to study neuropathic pain as it reproduces many symptoms observed in humans with neuropathic pain. Furthermore, the surgical procedure is relatively fast and straightforward to perform. Unilateral pSNL of one limb allows for comparison between the ipsilateral and contralateral paws, as well as evaluation of central sensitization. 
To induce chronic neuropathic hypersensitivity, a 9-0 non-absorbable nylon thread is used to ligate the dorsal third of the sciatic nerve. This article describes the surgical procedure and characterizes the development of chronic neuropathic pain through multiple commonly used behavioral tests. As a plethora of innovative therapies are now being investigated to treat chronic pain, this article provides crucial concepts for standardization and an accurate description of surgeries required to induce neuropathic pain.

Partial sciatic nerve ligation induces long-lasting chronic neuropathic pain, characterized by exaggerated responses to thermal and mechanical stimuli. This mouse model of neuropathic pain is commonly used to study innovative therapies for pain management. This article describes in detail the surgical procedure to improve standardization and reproducibility.

坐骨神経部分結紮術:新規治療法の抗侵害受容効果を研究するための慢性神経因性疼痛のマウスモデル

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