Laboratuvar Y?netimi, transkütan?z kulak ?evresi Vagus sinir stimülasyonu (taVNS): teknik, hedefleme ve dikkat edilmesi gereken noktalar

* These authors contributed equally
Neuroscience
 

Summary

Tekni?i, potansiyel hedefleri ve uygun y?netim Transkutan?z kulak ?evresi vagus sinir stimülasyonu (taVNS) insan kula??n?n üzerinde metodolojik a??klamas?n? a??klanm??t?r.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Badran, B. W., Yu, A. B., Adair, D., Mappin, G., DeVries, W. H., Jenkins, D. D., George, M. S., Bikson, M. Laboratory Administration of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation (taVNS): Technique, Targeting, and Considerations. J. Vis. Exp. (143), e58984, doi:10.3791/58984 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Non-invaziv vagus sinir stimülasyonu (VNS) transkütan?z kulak ?evresi vagus sinir stimülasyonu (taVNS) bilinen neuromodulatory tekni?i ortaya ??kan bir roman arac?l???yla y?netilen. Cervically implante VNS taVNS vagus sistem modüle i?in kullan?lan bir ucuz ve olmayan cerrahi y?ntemdir. o temel VNS ara?t?rma h?zl? ?eviri i?in sa?lar ve güvenli, ucuz ve ta??nabilir neurostimulation sistemi merkezi ve periferik hastal???n?n gelecekteki tedavisi i?in g?ren taVNS itiraz ediyor. Arka plan ve taVNS i?in gerek?e a??klanm??t?r, elektrik ve parametrik ilgili ?nemli noktalar, uygun kulak hedefleme ve stimülasyon elektrot, alg? e?i?i (PT) ve güvenli yolu ile belirlenmesi dozaj bireysel eki ile birlikte taVNS y?netim.

Introduction

Kranial sinir X, daha ?ok bilinen ad?yla vagus siniri, merkezi sinir sistemi ve seyahatleri boyunca g??üs ve kar?n büyük her organ hedefleme ?evre, beyin i?inde (?ekil 1)1kaynaklanan bir büyük sinir yolu var. Vagus sinir stimülasyonu (VNS) vagus siniri Sol servikal dal? etraf?nda iki kutuplu elektrot cerrahi implantasyon i?erir. Elektrik darbeleri vagus sinir cerrahi g??üs2implante bir implante darbe üreteci (IPG) ile teslim edilir. VNS ?u anda FDA-epilepsi, ate?e dayan?kl? depresyon ve kronik obezite i?in onaylanm?? olsa da, bu bir hastane ziyareti ve ameliyat gerektiren bir pahal? i?lemdir. VNS uzun vadeli güvenli?i iyi kurulmu? ve güvenlik konular? a??s?ndan ge?erli yo?unlu?u ?o?unlu?u yan etkileri (bo?uk ses, bo?az a?r?s?) stimülasyon ile ilgili ciddi yan etkileri olmadan klinik kullan?m?3 son 25 y?l i?inde ilgili. .

Son zamanlarda, transkütan?z kulak ?evresi vagus sinir stimülasyonu (taVNS) bilinen VNS invaziv olmayan bir tür4ortaya ??km??t?r. taVNS elektriksel stimülasyon vagus siniri (ABVN), insan kula??n?n5innervates kolayca ula??labilir bir hedef kulak ?evresi dala sunar. Son on y?l i?inde emniyet ve tolerabilite merkez ve periferik sinir sistemi etkileri9,10, dahil olmak üzere bu y?ntemi6,7,8, ?e?itli gruplar g?stermi?tir ve davran??sal etkileri7,11,12,13 n?ropsikiyatrik nüfus. taVNS ayn? zamanda bireylerin bili?sel14,15 ve sosyal i?leyen16,17,18umut verici art?r?c? olarak ke?fedilmeden. TaVNS kurulan olma gibi ara?t?rmac?lar ve klinisyenler h?zla ?e?itli hastal?klar? n?rolojik ve psikolojik travma19, aras?nda de?i?en a??klanan umut verici VNS ara?t?rma ?evirmek i?in yetene?i sunar 20 , 21, ba??ml?l???22, iltihap23ve kulak ??nlamas?24,25.

Prensip olarak, taVNS metodolojik kas-iskelet a?r? bozukluklar?26tedavisinde kullan?lan standart olarak y?netilen transkütan?z elektriksel sinir stimülasyonu i?in (on) benzer. Fark bu taVNS taraf?ndan ABVN5innervated inan?l?yor belirli anatomik kulak hedeflerine teslim edilir. ?ki en ortak yerle?im d?? kulak kanal? (tragus) ve cymba conchae ?n duvar?na olmas?na ra?men alan? hala en iyi stimülasyon hedefleri27, belirliyor. Sham stimülasyon kulak memesi bir alan inan?lan en az ABVN innervasyon (?ekil 2) i?in uyar?c? taraf?ndan yürütülen. Alternatif olarak, sham elektrotlar etkin sitelere ba?l? olan ancak hi?bir stimülasyon teslim bir pasif denetim y?ntemi ile teslim olabilir. Stimülasyon parametreleri edebiyat g?re stimülasyon pulsatil bir bi?imde teslim edilir ancak gruplar? aras?nda farkl? olabilir (darbe geni?li?i: 250-500 μs, frekans: 10-25 Hz) ve bireyselle?tirilmi? sabiti ge?erli teslim (< 5 mA). Stimülasyon ge?erli bireysel ve Deneysel protokol taraf?ndan ?e?itli ?iddetlerde bir bireysel alg?sal e?ik de?eri (PT) bir fonksiyonu olarak ke?fetmek ?ok grup g?re de?i?ir. PT ge?erli hedef sitesindeki alg?lanan bir duygu alabilme en az miktar? olarak tan?mlan?r ve genellikle kararl? üzerinden parametrik tahmin bu raporda a??klanan ?zelle?tirilmi? s?ral? (zararl?) test yaz?l?m? taraf?ndan.

taVNS laboratuar veya klinik y?netilen güvenli bir tekniktir. TaVNS yan etkileri cilt tahri? veya k?zar?kl?k en yayg?n yan etkisi olan ?ok az oldu?u. Her ne kadar büyük bir yarg?lama (Badran ve ark. 2018) verileri sa? tarafl? stimülasyon istenmeyen olaylar risk yok artar olan ortaya daha güvenli oldu?una inan?lan en taVNS ?al??malar? sol kulak uyar?lmas? ke?fetmek. Tek tarafl? sol yan stimülasyon literatürde zenginli?i nedeniyle, tipik taVNS kurulum taVNS Sol tarafl? kullan?m? bir müdahale olarak soru?turma laboratuar ?al??malar? i?in g?sterilecektir.

Protocol

Bu Deneysel protokol bir laboratuvar olarak kullan?lmak üzere bir tipik taVNS tuzak g?sterir veya klinik hangi biz hedef uyar?c? ayarlama bir 8mm ?ap?nda s?rtüstü bir duru? i?itsel kanalda (tragus) ?n duvar?na yuvarlak metal elektrot. Bu y?ntemler sadece cymba concha elektrot pozisyon de?i?tirerek alternatif aktif tedavi siteleri i?in taklit. Tüm y?ntemleri ve prosedürler IRB taraf?ndan insan ara?t?rma koruma program? (HRPP), New York City College kabul edilmi?tir.

1. malzeme

  1. TaVNS y?netmek i?in gerekli tüm malzemeleri (?ekil 3) haz?r oldu?undan emin olun. TaVNS uyar?c? yerel güvenlik kurallar? kar??layan veya yeti ayg?t bir konvansiyonel elektrik prizinden istenmeyen elektrik dalgalanmalar? ?nlemek yerle?ik güvenlik mekanizmalar? ile tahrik ya bir pil olabilir. Sürekli güncel (ak?m kontrol) uyar?c? ile maksimum ??k?? 5 mA gereklidir.
  2. Elektrolit jel veya iletken Yap??t?r gibi iletken bir ortam ile birlikte taVNS i?in bir yuvarlak iletken metalden (teneke, Ag/AgCl, alt?n) yap?lm?? kullan?m stimülasyon elektrotlar (malzemelerin tabloya bak?n). Alternatif olarak, esnek iletken karbon elektrotlar ve yap??kan olmas? de?ildir iletken jel ile yap?lan iletken elektrot kullan?n. Bu kat?l?mc? i?in gereksiz riski olu?turabilir ve rahats?zl?k veya a?r? neden olabilir gibi iletken bir ortam olmadan do?rudan ciltte asla elektrotlar yer.
  3. Komut dosyas? yaz?l?m? ?al??t?ran kullanma bilgisayar ( Tablo malzemelerig?rmek) bu programlanm?? ve uyar?c? kontrol ve stimülasyon belirli parametrelerle ba?latmak i?in kullan?l?r. Bu parametreler dahil ge?erli yo?unlu?u (mA), darbe geni?li?i (μs), frekans (Hz), i? hacmi (a?ma/kapama süresi, s), oturum süresi (dk).
  4. Kula?a elektrotlar eklemeden ?nce cilt yüzeyi haz?rlamak i?in alkol haz?rl?k yast?klar? (% 70 izopropil alkol) kullan?n. Bu yüzey ya?lar cilt yüzeyinden kald?r?r ve cildin dayan?kl?l???n? azalt?r, sa?lanmas? stimülasyon güvenli gü? düzeyinde teslim edilir.

2. kulak hedefleme ve haz?rl?k cilt

  1. TaVNS ara?t?rma ortamda yürütmek i?in a?a??daki genel dahil ?l?ütleri kullan?n: 18-70, yüz ya da kulak a?r?s?, kulak travma yok son kalp pilleri, hamile de?il de dahil olmak üzere hi?bir metal implantlar ya?.
  2. Bir laboratuvar ortam?nda sa?l?kl? kat?l?mc?lar ile ilgili deneyler a?a??daki d??lama ?l?ütleri kullan?n: n?bet, ruh hali ya da kardiyovasküler hastal?klar, ba??ml?l??? alkol veya herhangi son yasad??? uyu?turucu kullan?m? ki?isel ya da aile ?yküsü farmakolojik n?bet riskini art?rd??? bilinen ajanlar.
  3. S?rtüstü veya di?er bir rahat pozisyon bacaklar yükseltilmi? ve desteklenen kafa ile kat?l?mc?s? bir rahat yatak veya sandalye koltuk.
  4. Sol kulak kat?l?mc?n?n bakarak kontrol edin. Mücevher ba?l? oldu?u ve tüm makyaj ve losyon kald?r?l?r emin olun. Hi?bir deri ile ilgili kontrendikasyonlar sitesinde de dahil olmak üzere güne? yan?k, kesik, lezyonlar, a??k yaralar stimülasyon, onaylay?n.
  5. D??ar?dan tragus bularak d?? kulak kanal?n?n ?n duvar taraf?ndan landmarked uyar?lma hedef bul. Stimülasyon kulak kanal?na do?rudan arkas?nda tragus (?ekil 4) b?lümüne teslim edilecektir.
  6. Yava??a hedef site, dahili ve harici, Cilt direnci azaltmak ve gürültülerinden art?rmak i?in f?r?alay?n i?in bir alkol haz?rl?k tak?m?n? kullan?n.

3. elektrodu haz?rlanmas? ve yerle?tirme

  1. Olmayan tek elektrotlar kullan?yorsan?z, elektrotlar temiz, korozyon i?ermeyen yüzey maruz emin olmak i?in kontrol edin. Elektrotlar konular aras?nda bakteri yay?lmas?n? ?nlemek i?in dezenfekte emin olun. Bu yap?labilir elektrotlar girecek alkol veya sterilizasyon mendil kullanarak. Tek kullan?ml?k elektrotlar kullan?yorsan?z, 3.2 ad?ma atlay?n.
  2. ?letken Yap??t?r elektrot yüzeyine ince bir tabaka e?it yay?lm??. Bu elektrik stimülasyon sitesine da??tacak. ??in bir 8 mm ?ap?nda yuvarlak elektrot, bir bezelye büyüklü?ünde hamur yeterli miktard?r. ?nce bir tabaka olu?turmak i?in dar bir ah?ap aplikat?r kullanarak Yap??t?r yaymak < hamur her iki elektrot üzerinde 1 mm.
  3. Cihaz kapal? iken elektrot kablolar? stimülasyon cihaza ba?lay?n ve elektrotlar polarite do?rulay?n (k?rm?z?/pozitif elektrot: anot, siyah/negatif elektrot: katot). ?nemli bir ayr?nt? olarak bu polarite belirli hedefliyor — kulak kanal? yerle?tirilir ve ?n duvar d?? kulak kanal?n?n hedefleme elektrot anot (k?rm?z?/pozitif terminal) oldu?unu. Katot (siyah/negatif terminal) i?in tragus ba?l? kulak d???nda oturur. Sham uyar?lmas? i?in anot kulak ?n taraf?nda yer al?yor.
  4. Bahar elektrot tragus anot temas ile d?? kulak kanal? ve tragus ?n par?as? irtibata katot ?n duvar ile üzerine kü?ük.
    Not: Sham stimülasyon iletken, elektrot (aktif kontrol) kulak memesi üzerine kü?ük. Alternatif olarak, sham stimülasyon stimülasyon klipleri etkin siteye ekleyerek ve hi?bir elektrik ak?m? (pasif denetimi) teslim teslim olabilir.
  5. Gibi konular i?in kulak kesilmi? elektrot bask? hissedeceksiniz, bu bas?n? rahats?z ya da klip sitesi veya fiziksel ac? konu taraf?ndan hissedilen soluk beyaz cilt taraf?ndan g?sterildi?i gibi b?lgesel kan ak?m? i?in y?k?c? de?il emin olun. Bu noktadan sonra sonraki yordam ad?mda a??klanan alg?sal e?ik (PT) belirlemek.

4. alg?sal e?ik (PT) belirlenmesi

Not: Alg?sal e?ik taVNS stimülasyon gücünü belirlemek i?in kullan?lan ?nemli bir de?erdir. Bu de?er en az bir i?neleyici veya kar?ncalanma hissi a??klanan cilt üzerinde elektriksel stimülasyon alg?lad?klar? i?in gereken elektrik olarak tan?mlan?r.

  1. Basit bir ad?m ve step-down ikili parametrik arama kullanarak PT belirlemek. ?lk uyar?c? üzerinde a?mak ve ??k?? 3'e ayarl? anne. 1 ?kinci trenin taVNS stimülasyon istenen darbe geni?li?i (genellikle 250-500 μs) ve frekans teslim (25 Hz, temel al?narak uygulama farkl?).
  2. Konu stimülasyonu olup hissettiklerini sor. Hissi genellikle bir "g?c?k" veya "i?neleyici" hissi olarak bildirilmektedir.
    1. Evet ise, stimülasyon yo?unlu?u % 50 oran?nda ve ad?m 4.2 tekrarlay?n. Hay?r ise, % 50 oran?nda stimülasyon yo?unluk artmak ve 4.2 aras?ndaki ad?mlar? yineleyin.
  3. 4 en az "Evet" kay?t kadar ad?m 4.2 yan?t hangi konuda a??klanan i?lemi yineleyin 4th Evet Yan?t No sonra gelmelidir ?iddeti (mA) NK yan?t-e do?ru hangi konu d?rdüncü Evet de?eri olacakt?r.
  4. Kullan?m ?rnek PT e?ik bulma PT tayini yard?mc? olmak i?in Tablo 1 ' deki listelenir.

5. teslim stimülasyon

  1. Konu rahat stimülasyon elektrotlar ile düzgün istenen hedef ve istenen darbe geni?li?i ve frekans belirlenen alg?sal e?ik ba?l? oldu?unda, stimülasyon ba?lar.
  2. Kullan?m bir veri edinme birimine (DAQ) sürücü stimülasyon sistemi GUI (?rn, stimDesigner, bu el yazmas? ile dahil freeware) üreten bir darbe ?al??t?ran bir bilgisayara ba?l?. Yaz?l?m TTL bakliyat programlanabilir ayarlarda (?ekil 5) ??k??. TTL bakliyat BNC kablo ile uyar?c? "tetikleyici" ba?lant? noktas?na g?nderilir. Bu arabirimi yaz?l?m/uyar?c? arabirimi modülasyon frekans, i? hacmi (a?ma/kapama zaman) ve oturum süresi (?ekil 6) sa?lar. Kullan?lan GUI ücretsiz, a??k kaynak kaynak ile bu el yazmas? olarak eklenir.
    1. Stimülasyon PT8,%9200 gibi süper e?ik düzeylerde iletilmesini sa?lamak. ?rne?in, PT 0,8 oldu?u tespit Anne, stimülasyon teslim edilecektir 1.6 anne.
    2. G?rev devir i?in kurallar ne zaman uzun stimülasyon oturumlar? yürütmek takip sa?lamak. Tipik g?rev devir "Tarih" d?nemleri ve 60-120 s "kapal?" nokta veya % 20-50 g?rev devir 30 – 60 s var.
    3. Stimülasyon oturum (Toplam süre) uzunlu?u de?i?ir. ?al??malar % 25 i? hacmi 30-60 dk stimülasyon oturumlar? güvenli ve ücretsiz, herhangi bir akut yan etkileri veya istenmeyen olaylar oldu?unu g?stermektedir. Bu oturumlar ile 12-24 h oturumlar? aras?nda güvenli bir ?ekilde tekrar edilebilir.
      Not: taVNS Emanet stimülasyon oturumlar?, daha büyük yüzde g?rev devir uzun süre belirsiz (> % 40), h?zland?r?lm?? paradigmalar? ve yüksek stimülasyon ge?erli dozda.

6.-den sonra taVNS

  1. Stimülasyon tamamland???nda, stimülasyon rahats?zl?k ve yan etkileri ile ilgili objektif verilerini kaydeder. Her ne kadar taVNS VNS implante edilebilir gibi s?n?rl? güvenlik endi?eleri8,28, monit?r ve kayd? hissi, rahats?zl?k ve herhangi bir istenmeyen olaylar bir Rating 0 – 1029.
  2. Stimülasyon elektrot kulak ve temiz kalan iletken Yap??t?r bir alkol haz?rl?k panelini kullanma ilgilinin kulaktan kald?r?n.
  3. Temiz ve dezenfekte hemen sonra dene?in kulaktan kald?rma stimülasyon elektrot i?in alkol kullan?n.
  4. Kulak k?zar?kl?k veya tahri? stimülasyon sitesinde inceleyin ve herhangi bir g?zlemleri kaydetmek.

Representative Results

Ne zaman do?ru cilt haz?rl?k yap?l?r, alg?sal e?ikleri ters stimülasyon darbe geni?li?i ile ili?kili. Darbe geni?li?i artt?k?a, alg?sal e?ik (?ekil 7) azalt?r. ?lk ?al??malar (yukar?da listelenen i?erme/d??lama ?l?ütlerine) sa?l?kl? bireylerde PT üzerinde darbe geni?li?i etkisi ke?fetmek, bu kararl? bir grup kombine genel (n = 15, 7 kad?n, Ya? 26,5 ± 4,99 demek) PT 100 μs adl? 3,92 ± 1.1 mA; = 200 μs 2,24 ± 0,74 mA; = 500 μs 1.24 ± 0,41 mA =. Bu e?ikleri ?nermek bir sabit ge?erli uyar?c?, 5'e kadar teslim etme kapasitesi ile mA ak?m 500 μs darbe geni?lik parametreleri uyar?lmas? i?in gereklidir ve en az bir 10mA uyar?c? daha dü?ük darbe geni?likleri (Tablo 2) i?in gereklidir. Mevcut ince ayar gereklidir, 0.1'lik art??larla mA kesin uyar?lmas? i?in gerekli.

Stimülasyon teslim %200 PT tolere edilebilir ve nispeten a?r? ile ac? say?sal derecelendirme (NRS) ?l?ekler g?sterildi?i ücretsiz9,30?l?ekler. 0-10 ki?iler a?r? rapor veya29rahats?zl?k a?r? i?in bir derecelendirme sistemi NRS ?l?ektir. Aktif ve Sham stimülasyon oran? benzer ?ekilde dü?ük a?r? düzeyleri (NRS < 3 tüm stimülasyon darbe geni?likleri i?in. Daha ayr?nt?l? olarak, 500 μs 25 Hz'de teslim biyolojik olarak aktif darbe geni?li?i ortalama etkin olarak oran? bildirilmektedir = 1,98 ± 0.83, Sham = 2.17 ± 1,27 (n = 25, 9 kad?n, yani Ya? 25.16 ± 4,16 y?l) (Tablo 3). Di?er parametreler i?in a?r? derecelendirme 25 Hz parametre daha fazla ac? ve ayr?nt?lar? gruplar?na ait ?n ?al??ma30' u bulunabilir.

Güvenlik ve tolerabilite 30 dk % 20-50 i? hacmi 1 saat oturumlar? i?in yayg?n olarak bildirilmi?tir literatürde birden ?ok oturum ayn? gün yay?lm?? 12-15 h ayr?12,31' de teslim baz? ?al??malar? ile. Hi?bir ciddi advers olaylar birka? dizi deney 1'den 8 tekrarlanan ziyaretler yay?lmas?na en az 24 saat arayla kat?lan konular? ile kat?lan 60 konulardan bildirilmi?tir.

Bu makale, rapor olarak y?netilen zaman taVNS edilmi? g?sterdi otonom sinir sistemi modüle, fMRI kal?n taraf?ndan ?l?ülen fonksiyonel beyin faaliyet de?i?iklikleri ikna etmek i?in ve n?ropsikiyatrik bozukluklar?n tedavi ve rehabilitasyon yard?mc? pilot .

Figure 1
Resim 1 : Vagus siniri Efferent projeksiyonlar ve kesit.?(A)Efferent projeksiyonlar ile geni? vücut üzerinde büyük her organ etkileri bedensel vagus siniri hedef ?al??mas? (B) kesit i?ini g?steren vagus siniri sinir demetleri bulunan sinir bütün bir dizi olarak anatomisi bir büyük yol i?inde. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu g?rüntülemek i?in buraya t?klay?n?z.

Figure 2
Resim 2 : taVNS kulak hedefleri. ABVN hedefleme ?n duvar d?? kulak kanal?n?n ?zellikle tragus (A1), veya cymba conchae (A2) taraf?ndan landmarked uyararak ger?ekle?tirilebilir. Sham stimülasyon memesi (S) y?netilmektedir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu g?rüntülemek i?in buraya t?klay?n?z.

Figure 3
?ekil 3 : Anahtar bile?enleri. Gerekli en dü?ük taVNS, uygun y?netimi i?in bile?enleri ?unlard?r (A) kulak stimülasyon elektrotlar, (B) iletken jel ve alkol haz?rl?k yast?klar?, (C) bilgisayar g?nderme ve TTL bakliyat (D alma yetene?ine sahip ) stimülasyon tetiklemek i?in sürekli ge?erli uyar?c?. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu g?rüntülemek i?in buraya t?klay?n?z.

Figure 4
?ekil 4 : ?rnek Kur. Bu foto?raf bir bireysel al?c? taVNS deneysel bir paradigma ge?mesi pozisyonda iken sol kulak g?sterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu g?rüntülemek i?in buraya t?klay?n?z.

Figure 5
?ekil 5 : Ekran g?rüntüsü uyar?lmas? i?in kullan?lan GUI. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu g?rüntülemek i?in buraya t?klay?n?z.

Figure 6
?ekil 6 : Elektriksel stimülasyon dalga manipülasyonlar. Do?rudan kare dalga elektrik ak?m? ?e?itli parametreler teslim edilebilir. Bu rakam istenen biyolojik etkileri ula?mak i?in de?i?tirilebilir dalga formu anahtar ?zelliklerini g?sterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu g?rüntülemek i?in buraya t?klay?n?z.

Figure 7
?ekil 7 : Darbe geni?li?i artan, alg?sal e?ik de?erleri. Darbe geni?li?i artt?k?a, alg?sal e?ik (PT) azalt?r. En sa?l?kl? bireyler bu ortalama de?erlerden bir PT-2 standart sapma (SD) i?inde olacakt?r. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu g?rüntülemek i?in buraya t?klay?n?z.

Table 1
Tablo 1: alg?sal e?ik (PT) belirlemek nas?l ?rnek. Bu tablo bir ?rnek s?ras? Evet g?sterir/hi?bir yan?t parametrik PT belirlemek i?in kullan?l?r.

Table 2
Tablo 2: stimülasyon mevcut seviyeleri. Stimülasyon mA ge?erli de?erlerini (% 200 PT) her darbe geni?li?i i?in (n = 15).

Table 3
Tablo 3: PT, stimülasyon ge?erli ve ?nerilen stimülasyon parametrelerin de?erleri ac?. Stimülasyon mA ge?erli de?erlerini (% 200 PT) her darbe geni?li?i i?in (n = 25).

Supplemental File Figure
Ek dosya: Freeware bu protokol i?in kullan?lan GUI. Bu dosyay? indirmek i?in buraya t?klay?n?z.

Discussion

Bütün roman y?ntemleri oldu?u gibi a??klanan ad?mlar? taVNS güvenli y?netiminde kritik ?neme sahiptir. Son endi?e sadece taVNS uygun tarama, ama da i?in uyar?lmas? s?ras?nda konular izleme yoluyla rahats?zl?k ?nce azalt?c? riskleri, a?r? ya da istenmeyen olaylar i?eren konu güvenli?idir. Burada taVNS y?netmek i?in ü? en ?nemli husus vard?r. TaVNS i?in kontrendikasyonlar - eleme kontrendikasyonlar a?a??daki gibidir: herhangi bir ge?erli veya son tarih kardiyovasküler hastal?klar, cilt bak?m? ya da kulak a?r?s?, son kulak travma, metal boyun seviyesinden implantlar?. Uygun konu cilt kurslar? alkol ile cilt yüzeyinden herhangi bir yüzey ya?lar, kir veya makyaj ??karmadan elektrotlar iletkenlik ile yard?mc? olur, uyar?c? sürücü i?in gerekli stimülasyon gerilim azalt?r ve sonu?ta daha fazla sonu? tolere edilebilir ve güvenli dürtme oturum. Bir uyar?c? ve dü?ük ??kt? Transkraniyal elektrik stimülasyon (LOTES) y?nergeleri32toplant? elektrotlar? kullanmak i?in te?vik edilir. LOTES ba? uyar?lmas? i?in in?a elektrik uyar?c?lar i?in y?nergeler ve endüstri standartlar? setleri ve boyun ve bu gruplar kendi sistemlerini olu?turmadan ?nce bu belgeyi okumak i?in te?vik. Bu ya bir FDA onayl? eklenti Stimülat?rü kullanmak i?in tavsiye edilir (bkz. Tablo re?etesi) veya al?ak gerilim (< 50 V), akülü, sürekli güncel uyar?c? uygun güvenlik ?nlemleri bu mevcut istenmeyen fazla teslimat ?nlemek i?in yerle?ik ile stimülasyon siteye. Elektrotlar imal ve taVNS ?zel kullan?m i?in monte emin olun. ?zelle?tirilmi? sistemler laboratuar? yap?m? kulland?ysan?z ge?erli üretim ve mühendislik kurallar? referans olarak takip sa?lamak.

Bir g?z taVNS i?in sürekli ge?erli Stimülat?rü gerilim ??kt?s? Cilt direnci a?mak ve mevcut uyar?lmas? i?in gerekli teslim sa?lamakt?r. Ohm Kanunu (V = IR) ak?m (?) ve cilt diren? (R) aras?ndaki ili?kiyi g?sterir. En az 20 V masa üstü Stimülat?rü yeterince gü?lü bir sistem ?nlemek i?in ?nerilir. Kafa derisi veya ?evre üretilen ?s? iletken Yap??t?r dü?ebilir. Bu durum ortaya ??karsa, bu stimülasyon durdurmak ve deri yeniden haz?rl?k i?in tavsiye edilir ve iletken elektrot ile yeni yap??t?r?n.

Büyük parametre alan taVNS bir k?s?tlamas?d?r. Hangisinin daha ?nemli oldu?una dair bilinmeyen — darbe geni?li?i veya frekans. Bir eksik verileri, bu tür sorulara yan?t veren son taVNS denemeler. ?e?itli davran??sal etkileri darbe geni?likleri, frekanslar? ve stimülasyon ak?mlar?13,33,34,35,36,37?e?itli elde edilen, 38,39.

?u anda, bu 500 μs en biyolojik olarak aktif9olmak geni?lik darbe ?nerilmektedir. Frekans ile ilgili olarak, bu 25 Hz etkili bir frekans oldu?unu her ne kadar ge?erli kan?tlanm??t?r soru?turmalar daha yüksek frekanslar gibi en uygun (> 25 Hz), bilateral stimülasyon (sol ve sa? kula??) ve ara?t?rma veri blo?u paradigmalar yürütülüyor. Stimülasyon, alternatif uyar?lma siteleri ve g?rev d?ngüsü optimizasyonu farkl? parametreleri ke?fetmek ?al??malar ilerlemek ve taVNS y?ntem geli?tirmek i?in ihtiya? vard?r.

taVNS geleneksel VNS gelecek vaat eden bir non-invaziv alternatiftir. taVNS bir ucuz sa?lar (< g?sterdi?i deneysel kurulumunda, 5.000 $ maliyet yo?un olarak kullan?lan uyar?c? türüne ba??ml?) ve ?e?itli üzerinde VNS kullan?m? ke?fetmek hayvan modellerinde olumlu bulgular ?evirmek i?in kullan?lan basit Y?ntem bozukluklar?, noninvazif otonom sinir sistemi, modüle ve potansiyel olarak kü?ültülmü? ve n?ropsikiyatrik ve di?er hastal?klar?n tedavisi i?in evde neuromodulation i?in optimize edilmi?tir.

TaVNS gelecekteki potansiyel ve olas? uygulamalar geni?. depresyon ve epilepsi, geri yüklemek veya davran??40/ ??renme h?zland?rmak e?itim taVNS e?le?tirilmi? rehabilitasyon inflamatuar yan?t azaltmak gibi taVNS N?ropsikiyatrik bozukluklar i?in umut verici bir ek veya tek ba??na tedavi olarak hizmet verebilir 41 , 42ve potansiyel olarak performans?n? ve otonomik fonksiyon8,10geli?tirmek i?in kullan?labilir.

Disclosures

Yazarlar if?a gerek yok.

Acknowledgments

Bu yay?nda bildirilen ara?t?rma ulusal kurumlar?, Sa?l?k Ulusal Merkezi, Neuromodulation rehabilitasyon, t?bbi University of South Carolina i?in ?düllendirildi NIH/NICHD Grant numaras? P2CHD086844 i?in fon taraf?ndan desteklenmi?tir. ??eri?i sadece yazarlar?n sorumlulu?unda ve mutlaka NIH veya NICHD resmi g?rü?lerini temsil etmemektedir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
70% Isopropyl Alcohol Wipes Any N/A Any alcohol preparation pads used for skin in appropriate.
Constant Current Stimulator (Triggerable) Soterix Medical N/A Stimulator manufactured for custom use by Soterix Medical
Disposable Conductive Electrodes Custom Built N/A Stimulation electrodes are custom built at the City College Neural Engineering Lab (Badran/Bikson)
Matlab Software w/ Stimulation GUI MathWorks N/A MATLAB used for programing pulse pattern
Ten20 Conductive Paste Weaver and Company N/A Conductive paste used for administration of stimulation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Berthoud, H. R., Neuhuber, W. L. Functional and chemical anatomy of the afferent vagal system. Autonomic Neuroscience. 85, (1-3), 1-17 (2000).
  2. George, M. S., et al. Vagus nerve stimulation: a new form of therapeutic Brain Stimulation. CNS Spectrums. 5, (11), 43-52 (2000).
  3. Nemeroff, C. B., et al. VNS therapy in treatment-resistant depression: clinical evidence and putative neurobiological mechanisms. Neuropsychopharmacology. 31, (7), 1345-1355 (2006).
  4. Ventureyra, E. C. Transcutaneous vagus nerve stimulation for partial onset seizure therapy. Child's Nervous System. 16, (2), 101-102 (2000).
  5. Peuker, E. T., Filler, T. J. The nerve supply of the human auricle. Clinical Anatomy. 15, (1), 35-37 (2002).
  6. Kreuzer, P. M., et al. Transcutaneous vagus nerve stimulation: retrospective assessment of cardiac safety in a pilot study. Frontiers in Psychiatry. 3, 70 (2012).
  7. Kreuzer, P. M., et al. Feasibility, safety and efficacy of transcutaneous vagus nerve stimulation in chronic tinnitus: an open pilot study. Brain Stimulation. 7, (5), 740-747 (2014).
  8. Badran, B. W., et al. Short trains of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) have parameter-specific effects on heart rate. Brain Stimulation. 11, (4), 699-708 (2018).
  9. Badran, B. W., et al. Neurophysiologic effects of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) via electrical stimulation of the tragus: A concurrent taVNS/fMRI study and review. Brain Stimulation. 11, (3), 492-500 (2018).
  10. Clancy, J. A., et al. Non-invasive vagus nerve stimulation in healthy humans reduces sympathetic nerve activity. Brain Stimulation. 7, (6), 871-877 (2014).
  11. Usichenko, T., Hacker, H., Lotze, M. Transcutaneous auricular vagal nerve stimulation (taVNS) might be a mechanism behind the analgesic effects of auricular acupuncture. Brain Stimulation. 10, (6), 1042-1044 (2017).
  12. Rong, P., et al. Effect of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation on major depressive disorder: A nonrandomized controlled pilot study. Journal of Affective Disorders. 195, 172-179 (2016).
  13. Bauer, S., et al. Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) for treatment of drug-resistant epilepsy: a randomized, double-blind clinical trial (cMPsE02). Brain Stimulation. 9, (3), 356-363 (2016).
  14. Jacobs, H. I., Riphagen, J. M., Razat, C. M., Wiese, S., Sack, A. T. Transcutaneous vagus nerve stimulation boosts associative memory in older individuals. Neurobiology of Aging. 36, (5), 1860-1867 (2015).
  15. Jongkees, B. J., Immink, M. A., Finisguerra, A., Colzato, L. S. Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) Enhances Response Selection During Sequential Action. Frontiers in Psychology. 9, 1159 (2018).
  16. Sellaro, R., de Gelder, B., Finisguerra, A., Colzato, L. S. Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) enhances recognition of emotions in faces but not bodies. Cortex. 99, 213-223 (2018).
  17. Jin, Y., Kong, J. Transcutaneous vagus nerve stimulation: a promising method for treatment of autism spectrum disorders. Frontiers in Neuroscience. 10, (2016).
  18. Colzato, L. S., Ritter, S. M., Steenbergen, L. Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) enhances divergent thinking. Neuropsychologia. 111, 72-76 (2018).
  19. George, M. S., et al. Vagus nerve stimulation for the treatment of depression and other neuropsychiatric disorders. Expert Review of Neurotherapeutics. 7, (1), 63-74 (2007).
  20. Kong, J., Fang, J., Park, J., Li, S., Rong, P. Treating Depression with Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation: State of the Art and Future Perspectives. Frontiers in Psychiatry. 9, 20 (2018).
  21. Dawson, J., et al. Safety, feasibility, and efficacy of vagus nerve stimulation paired with upper-limb rehabilitation after ischemic stroke. Stroke. 47, (1), 143-150 (2016).
  22. Liu, H., et al. Vagus nerve stimulation inhibits heroin-seeking behavior induced by heroin priming or heroin-associated cues in rats. Neuroscience Letters. 494, (1), 70-74 (2011).
  23. Zhang, Y., et al. Chronic Vagus Nerve Stimulation Improves Autonomic Control and Attenuates Systemic Inflammation and Heart Failure Progression in a Canine High-Rate Pacing ModelCLINICAL PERSPECTIVE. Circulation: Heart Failure. 2, (6), 692-699 (2009).
  24. De Ridder, D., Kilgard, M., Engineer, N., Vanneste, S. Placebo-controlled vagus nerve stimulation paired with tones in a patient with refractory tinnitus: a case report. Otology & Neurotology. 36, (4), 575-580 (2015).
  25. Shim, H. J., et al. Feasibility and safety of transcutaneous vagus nerve stimulation paired with notched music therapy for the treatment of chronic tinnitus. Journal of Audiology & Otology. 19, (3), 159-167 (2015).
  26. Chesterton, L. S., Foster, N. E., Wright, C. C., Baxter, G. D., Barlas, P. Effects of TENS frequency, intensity and stimulation site parameter manipulation on pressure pain thresholds in healthy human subjects. Pain. 106, (1-2), 73-80 (2003).
  27. Badran, B. W., et al. Tragus or cymba conchae? Investigating the anatomical foundation of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS). Brain Stimulation. 11, (4), 947-948 (2018).
  28. Ramsay, R. E., et al. Vagus nerve stimulation for treatment of partial seizures: 2. Safety, side effects, and tolerability. First International Vagus Nerve Stimulation Study Group. Epilepsia. 35, (3), 627-636 (1994).
  29. Farrar, J. T., Young, J. P., LaMoreaux, L., Werth, J. L., Poole, R. M. Clinical importance of changes in chronic pain intensity measured on an 11-point numerical pain rating scale. Pain. 94, (2), 149-158 (2001).
  30. Badran, B. W., et al. Short trains of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) have parameter-specific effects on heart rate. Brain Stimulation. (2018).
  31. Bauer, S., et al. Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) for Treatment of Drug-Resistant Epilepsy: A Randomized, Double-Blind Clinical Trial (cMPsE02). Brain Stimulation. 9, (3), 356-363 (2016).
  32. Bikson, M., et al. Limited output transcranial electrical stimulation (LOTES-2017): Engineering principles, regulatory statutes, and industry standards for wellness, over-the-counter, or prescription devices with low risk. Brain Stimulation. 11, (1), 134-157 (2018).
  33. Kraus, T., et al. BOLD fMRI deactivation of limbic and temporal brain structures and mood enhancing effect by transcutaneous vagus nerve stimulation. Journal of Neural Transmission. 114, (11), 1485-1493 (2007).
  34. Kraus, T., et al. CNS BOLD fMRI effects of sham-controlled transcutaneous electrical nerve stimulation in the left outer auditory canal-a pilot study. Brain Stimulation. 6, (5), 798-804 (2013).
  35. Fallgatter, A., et al. Far field potentials from the brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation. Journal of Neural Transmission. 110, (12), 1437-1443 (2003).
  36. Fallgatter, A. J., Ehlis, A. -C., Ringel, T. M., Herrmann, M. J. Age effect on far field potentials from the brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation. International Journal of Psychophysiology. 56, (1), 37-43 (2005).
  37. Polak, T., et al. Far field potentials from brain stem after transcutaneous vagus nerve stimulation: optimization of stimulation and recording parameters. Journal of Neural Transmission. 116, (10), 1237-1242 (2009).
  38. Greif, R., et al. Transcutaneous electrical stimulation of an auricular acupuncture point decreases anesthetic requirement. The Journal of the American Society of Anesthesiologists. 96, (2), 306-312 (2002).
  39. Wang, S. -M., Peloquin, C., Kain, Z. N. The use of auricular acupuncture to reduce preoperative anxiety. Anesthesia & Analgesia. 93, (5), 1178-1180 (2001).
  40. Badran, B. W., et al. Transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) for improving oromotor function in newborns. Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. (2018).
  41. Borovikova, L. V., et al. Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin. Nature. 405, (6785), 458-462 (2000).
  42. Ulloa, L. The vagus nerve and the nicotinic anti-inflammatory pathway. Nature Reviews Drug Discovery. 4, (8), 673-684 (2005).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics