NeuralCipher Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Derin beyin stimülasyonunun (DBS) çeşitli geç evre nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar için etkili bir tedavi yöntemi olduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, beyin dokusundaki elektriksel alan dağılımı hakkında bilgi hala azdır. Elektrik alan yayılımını anlamaya yönelik en son girişimler öncelikle farklı elektrotların oldukça basit doku modelleri üzerindeki etkisine odaklandı. Özellikle mikroanatomik, biyofiziksel doku özelliklerinin etkisi derinlemesine araştırılmamıştır. Etik kaygılar, in vivo beyin dokusunda insanda alan dağılımı üzerine kapsamlı araştırmaları kısıtlar. Basitleştirilmiş bir model aracılığıyla, subtalamik çekirdeğin (STN) daha geniş bir alanında elektrik alan dağılımını araştırdık. Bu modele, iletkenlik, izinlilik ve beyin dokusunun geçirgenliği dahil olmak üzere pivot biyofiziksel parametreler dahil edildi. Sonlu element yöntemi (FEM) ile bir beyin dokusu modeli oluşturuldu. Stimülasyon, Parkinson hastalığından muzdarip hastaların monopolar uyarılması için kullanılan parametrelerle taklit edildi. Sonuçlarımız çok yönlü ve segmentli elektrotlarla görselleştirildi. Uyarılmış elektrik alanı, stereotaktik atlas (Morel) üzerinde süperimpozisyonlarla görselleştirildi. Uyarıcı elektrotun yakınındaki bölgesel doku özelliklerinin etkileri nedeniyle, işaretli alan bozulmaları meydana gelir. Bu tür etkiler, örneğin, ağır miyelinli komşu yapıların izole edici etkilerini, örneğin iç kapsülü içerir. Özellikle, bu durum daha büyük bir koronal alanın analizi ile gösterilebilir. Çok yönlü stimülasyon geniş akım sızıntısı ile ilişkilendirilirken, segmentli elektrotlarla daha yüksek hedefleme hassasiyeti elde edilmiştir. Son olarak, mikroanatomik yapıların elektrik yayılımı üzerindeki etkisi göz önüne alındığında hedefleme geliştirildi. Sonuçlarımız, kurşun tasarımın mevcut yayılma üzerindeki tek etki olmadığını doğrulamaktadır. Çok yönlü bir kurşun konfigürasyonu otomatik olarak çok yönlü bir akım yayılmasına neden olmaz. Buna karşılık, segmentli elektrotlar otomatik olarak akımın iyileştirilmiş bir direksiyonu anlamına gelmez. Bulgularımız, mevcut sızıntıya ikincil yan etkiler için bir açıklama sağlayabilir. Ayrıca, farklılaşma için olası bir açıklama, intraoperatif uyanık hastanın karşılaştırılmasında ve postoperatif ayarın verilmesinde sonuçlanır. Biyofiziksel doku özelliklerinin elektrik alan şekli üzerindeki büyük etkisi nedeniyle, lokal mikroanatomi hassas cerrahi hedefleme ve optimal donanım implantasyonu için düşünülmelidir.
Özgün kaynak özetini okuyun
Deep brain stimulation (DBS) has been proven to be an effective treatment modality for various late-stage neurological and psychiatric disorders. However, knowledge on the electrical field distribution in the brain tissue is still scarce. Most recent attempts to understand electric field spread were primarily focused on the effect of different electrodes on rather simple tissue models. The influence of microanatomic, biophysical tissue properties in particular has not been investigated in depth. Ethical concerns restrict thorough research on field distribution in human in vivo brain tissue. By means of a simplified model, we investigated the electric field distribution in a broader area of the subthalamic nucleus (STN). Pivotal biophysical parameters including conductivity, permittivity and permeability of brain tissue were incorporated in the model. A brain tissue model was created with the finite element method (FEM). Stimulation was mimicked with parameters used for monopolar stimulation of patients suffering from Parkinson's disease. Our results were visualized with omnidirectional and segmented electrodes. The stimulated electric field was visualized with superimpositions on a stereotactic atlas (Morel). Owing to the effects of regional tissue properties near the stimulating electrode, marked field distortions occur. Such effects include, for example, isolating effects of heavily myelinated neighboring structures, e.g., the internal capsule. In particular, this may be illustrated through the analysis of a larger coronal area. While omnidirectional stimulation has been associated with vast current leakage, higher targeting precision was obtained with segmented electrodes. Finally, targeting was improved when the influence of microanatomic structures on the electric spread was considered. Our results confirm that lead design is not the sole influence on current spread. An omnidirectional lead configuration does not automatically result in an omnidirectional spread of current. In turn, segmented electrodes do not automatically imply an improved steering of current. Our findings may provide an explanation for side-effects secondary to current leakage. Furthermore, a possible explanation for divergent results in the comparison of the intraoperative awake patient and the postoperative setting is given. Due to the major influence of biophysical tissue properties on electric field shape, the local microanatomy should be considered for precise surgical targeting and optimal hardware implantation.
Bilimsel değerlendirme
Araştırma sorusu
Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.
Yöntem ve örneklem
Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.
Temel bulgular
Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.
Sınırlılıklar
Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.
Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.