Näytä/Avaa - Aaltodoc - Aalto-yliopisto

More documents

Recommendations

Info

AALTOYLIOPISTO DIPLOMITYÖN Sähkötekniikan korkeakoulu TIIVISTELMÄ Tiivistelmä Tekijä: Saija Sydänmaanlakka Työn nimi: Transkraniaalinen tasavirtastimulaatio selvitys menetelmän soveltamisesta Päivämäärä: 19.02.2013 Kieli: suomi Sivumäärä:11+93 Elektroniikan laitos Professuuri: Sovellettu elektroniikka Koodi:S66 Valvoja: Prof. Raimo Sepponen Ohjaaja: Prof. Raimo Sepponen Tässä työssä perehdytään noninvasiiviseen hermosolun kynnysjännitteen alapuolella toimivaan aivokuorten hermosolujen stimulointitapaan, jota kutsutaan transkraniaaliseksi tasavirtastimulaatioksi, tDCS. Stimuloinnissa pieni tasavirta syötetään päänahkaan kahden pintaelektrodin eli anodin ja katodin avulla. Hermosolujen modulointi tapahtuu polarisaation avulla. Anodinen stimulaatio lisää hermosolujen spontaanista aktiivisuutta kun taas katodinen stimulaatio vähentää näitä ominaisuuksia. Stimulaatio muuttaa hermoston toimintaa, joka voi kestää jopa muutaman tunnin stimulaation jälkeen. Näitä vaikutuksia kutsutaan jälkivaikutuksiksi. Stimulaation tekniikka on helppokäyttöinen ja edullinen. Tutkimuksissa stimulaatio ei ole aiheuttanut vakavia haittavaikutuksia terveille ihmisille eikä potilaille. tDCSstimulaatio on lisännyt 2000luvun alusta lähtien tutkijoiden kiinnostusta sen hyvien ominaisuuksien vuoksi. Monissa tutkimuksissa stimulaation hyödyllisyys on havaittu neurologisissa ja psykologisissa sairauksissa, kuten myös kognitiivisten toimintojen parantajana. Stimulaation haittapuolina ovat vaikutusalueen huono kohdistettavuus ja puutteelliset tiedot hoidon turvallisuuteen vaikuttavista tekijöistä. Hoidon turvallisuutta tulee tutkia lisää. Markkinoilla on jo monia pääosin tutkimuskäyttöön tarkoitettuja tDCSstimulaatioon soveltuvia laitteita. tDCSlaitteen toiminnallisuus on hyvin yksinkertainen. Lisäksi laite tarvitsee turvallisuuden takaavia ominaisuuksia. Nämä asiat huomioon ottaen työssä on suunniteltu rakenne tDCSlaitteelle. Vaikkakin stimulaation tekniikkaa on jo sovellettu pitkään, stimulaation toimintatapaa ei vielä täysin tunneta. tDCS:ta tutkitaan tällä hetkellä paljon. Stimulaatiota pidetään yleisesti turvallisena, kun tarvittavat turvallisuustekijät otetaan huomioon. Useista tutkimuksista käy ilmi, että tDCSstimulaatiolla on mahdollisuudet tulla tehokkaaksi hoitokeinoksi neurologisissa ja psykologisissa sairauksissa. Avainsanat: hermosolu, transkraniaalinen tasavirtastimulaatio, tDCS, anodinen, katodinen i
AALTO UNIVERSITY ABSTRACT OF THE School of Electrical Engineering MASTER'S THESIS Abstract Author: Saija Sydänmaanlakka Title: A review of applications of transcranial direct current stimulation Date:19.02.2013 Language: Finnish Number of pages:11+93 Department of Electronics engineering Professorship: Applied electronics Code: S66 Supervisor: Prof. Raimo Sepponen Instructor: Prof. Raimo Sepponen This thesis focuses on a noninvasive subthreshold brain stimulation method called transcranial direct current stimulation (tDCS). Stimulation modulates the neuronal excitability of the cerebral cortex with a constant weak direct current. Current is transmitted from a pair of scalp surface electrodes, anode and cathode. The modulation of neurons occurs with polarization. Anodal stimulation increases the neuronal spontaneous activity and firing rates whereas cathodal stimulation decreases these effects. Stimulation alters the neuronal action which can last from the end of the stimulation to a couple of hours. These effects are called aftereffects. The method is easy to operate, inexpensive and has not caused severe adverse effects in either subjects or patients in experimental studies. Since the last decade, research interest in clinical applications of tDCS has grown due to its beneficial effects. In many studies, the stimulation proved advantageous in treatment of neurological and psychological diseases and led to improvements in cognitive functions. These benefits stem from the ability of tDCS to change neuronal activity both during and after stimulation. tDCS has also shown promising results in research for stroke rehalibilitation and severe depression. The disadvantages of tDCS, however, are inexact focality and lack of safety aspects. Safety of tDCS needs to be studied in more detail. For research purposes, there are many commercially available devices targeted to this use. In principle, the tDCS device is very simple to make. In addition to basic functions, tDCS requires patient safety related features. In this thesis, the basics of a device were designed, which can be used for research purposes. Although methods of tDCS have been already applied for a long time, the mechanism of the actions are still mostly unknown. Studies using this stimulation are currently popular among researchers. In experimental research, tDCS stimulation is considered safe as long as the safety factors are kept in mind. Many studies believe that this stimulation has the potential to become a treatment for many neurological and psychological diseases. Keywords: neuron, transcranial direct current stimulation, tDCS, anodal, cathodal, ii
Page 1: Saija Sydänmaanlakka Transkraniaal
Page 5 and 6: Sisällysluettelo Tiivistelmä.....
Page 7 and 8: 6.1 Tekninen toiminta..............
Page 9 and 10: Lyhenteet AD Analog to digital ADM
Page 11 and 12: Symbolit ∇ 2 Laplaceoperaattori
Page 13 and 14: 1 Johdanto Potilashoidossa ihanteel
Page 15 and 16: ja tDCSlaitteen tekninen suunnitt
Page 17 and 18: Kuva 1. Pään kerroksellinen koost
Page 19 and 20: va primäärinen visuaalinen alue (
Page 21 and 22: lun tuojahaarakkeet eli dendriitit,
Page 23 and 24: Kuvassa vasemmalla oleva Golgin vä
Page 25 and 26: tyksestä aiheutuneen kalvojännitt
Page 27 and 28: yhä edelleen positiivisempaan suun
Page 29 and 30: Yhden hermosolun pinnalla on yleens
Page 31 and 32: Kuva 8. Elektrodien sijoittelu kans
Page 33 and 34: 1700luvulla sähkövirran vaikutu
Page 35 and 36: Stimulaatiossa tarvittavan laitteis
Page 37 and 38: Kuva 10: Erilaisia elektrodienpaikk
Page 39 and 40: 2007) Myöskin ylimääräisen refe
Page 41 and 42: 3.2.5 Toiminta 60luvulla tutkijat
Page 43 and 44: Transkraniaalinen tasavirtastimulaa
Page 45 and 46: Kuva 16: Virrankulku anodilta pää
Page 47 and 48: Pään muodostavat useat erilaiset
Page 49 and 50: 3.3.2 Katodinen stimulaatio Katodin
Page 51 and 52: ta ja stimulaatiossa käytetyn virr
Page 53 and 54:
3.4.1 Turvallisuus Vaikka tDCS:ta k
Page 55 and 56:
ihon rajapinnassa, tDCSstimulaati
Page 57 and 58:
loivan elektrodin tavoin referenssi
Page 59 and 60:
Useiden tutkimusten mukaan tDCS:n t
Page 61 and 62:
Yksi laitteen käyttöön liittyvä
Page 63 and 64:
taa (Fregni et al 2006b). Anodinen
Page 65 and 66:
veltuvat myös muihinkin stimulaati
Page 67 and 68:
Neuroconnin muut tDCSstimulaatioo
Page 69 and 70:
HDCel on elektrodisetti, joka tarvi
Page 71 and 72:
1x1 Clinical Trials tDCS on kliinis
Page 73 and 74:
seen. Stimulaattorissa on LCDnäy
Page 75 and 76:
Stimulaatiossa käytetyt elektrodit
Page 77 and 78:
4 Kokeellinen osuus Työn kokeellin
Page 79 and 80:
4.2.1 Tekniset vaatimukset Tämän
Page 81 and 82:
Mittauselektroniikka muodostuu hoit
Page 83 and 84:
Hoitokertojen tallentamista varten
Page 85 and 86:
Mittauspiirin toimintaa eri olosuht
Page 87 and 88:
tDCSstimulaatiota pidetään hyvi
Page 89 and 90:
6 Pohdintaa Tässä kohtaa työtä
Page 91 and 92:
NMDAreseptorien toiminnan muutos
Page 93 and 94:
linen. Markkinoilla olevat valmiiks
Page 95 and 96:
7 Yhteenveto ja johtopäätökset T
Page 97 and 98:
hoitomuotona. Kuitenkin ennen kuin
Page 99 and 100:
Fregni, F.; Boggio, P.S.; Nitsche,
Page 101 and 102:
NeuroConn 2009a. Esite. neuroConn D
Page 103 and 104:
Ruohonen, J., Karhu, J. 2012. tDCS
Page 105 and 106:
Liite A. Valmistajataulukko Liitt
Page 107 and 108:
Piirin teholähteenä käytettiin 9
Page 109 and 110:
Hoitovirta Ie (mA) 1,2 1 0,8 0,6 0,
show all

Näytä/Avaa - Aaltodoc - Aalto-yliopisto

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?