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J-GLOBAL ID：202002242748079209   整理番号：20A2372328

Globus Pallidus Pars Internaにおける指向性深部脳刺激リードで活性化した組織容積のステアリング:不均一組織特性によるモデリング研究【JST・京大機械翻訳】

Steering the Volume of Tissue Activated With a Directional Deep Brain Stimulation Lead in the Globus Pallidus Pars Interna: A Modeling Study With Heterogeneous Tissue Properties

著者 (6件)： Zhang Simeng (Neuromodulation Division, Abbott, Plano, TX, United States) ,  Tagliati Michele (Cedars Sinai Medical Center, Los Angeles, CA, United States) ,  Pouratian Nader (Department of Neurosurgery, University of California, Los Angeles, Los Angeles, CA, United States) ,  Cheeran Binith (Neuromodulation Division, Abbott, Plano, TX, United States) ,  Ross Erika (Neuromodulation Division, Abbott, Plano, TX, United States) ,  Pereira Erlick (Research Institute of Molecular and Clinical Sciences, St. George’s University of London, London, United Kingdom)
資料名： Frontiers in Computational Neuroscience (Web)  (Frontiers in Computational Neuroscience (Web))
巻： 14  ページ： 561180  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7036A  ISSN： 1662-5188  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 【目的】淡 pallid球,pars interna(GPi)における組織活性化(VTA)の容積に及ぼす方向性深い脳刺激(DBS)電極配置と垂直電極間隔の影響を研究する。背景:方向性DBSリードは,臨床医が伝統的に標的化された脳領域内で異なる機能的ネットワークに正確に直流分野を指示することを可能にする。様々なモノポーラまたはバイポーラ配置に対するVTAの形状およびサイズのモデリングは,GPi DBSに対する臨床プログラミング戦略に情報を与えることができる。しかし,VTAの多くの計算モデルは,組織の均一性を仮定することによって制限される。方法:著者らは,GPiの腹側後外側”感覚運動”領域に分割接触2を配置した方向性DBSリード(1.5mmまたは0.5mm垂直電極間隔)を有するマルチモーダル画像ベース詳細解剖学的(MIDA)計算モデルを作成した。MIDA組織をコンダクタンス0.3S/mの均一組織に置換して組織不均一性の影響を調べた。DBSパルス(振幅:1mA,パルス幅:60μs,周波数:130Hz)を用いてVTAを作製した。次のDBS接触配置を試験した:単一セグメントモノポール(2B-/Case+),2セグメントモノポール(2A-/2B-/Case+および2B-/3B-/Case+),リングモノポール(2A-/2B-/2C-/Case+),1カソード3アノードバイポール(2B-/3A+/3B+/3C+),3カソード3アノードバイポール(2A/2B-/2C-/3A+/3B+/3C+)。さらに,ある垂直配置を2mA電流振幅で繰り返した。結果:不均一組織モデルを用いて,GPiにおけるVTAのサイズと形状の両方に影響した。0.5mmと1.5mm垂直間隔(1mA)モデリングの電極は,単一セグメント単極性VTAが,活性電極を後外側”感覚運動”GPiに置くとき,GPi内に完全に含まれていることを示した。しかし,同じリングとリング設定の2つのセグメントは,隣接する白質経路,例えば,視神経と内部カプセルに広がるGPi境界の外側にVTAを生成した。積層単極性設定と垂直両極性設定は,GPiに加えてGPiへの構造の活性化を可能にした。0.5mmの垂直電極間隔を有するDBS鉛による積層単極設定のモデリングは,GPi内のVTAをさらに制限したが,VTA体積は1.5mm間隔の等価設定と比較して小さかった。Copyright 2020 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 電流 ,  鉛 ,  ネットワーク ,  直流 ,  視神経 ,  パルス ,  パルス幅 ,  白質 ,  ターゲティング ,  解剖 ,  計算モデル ,  コンダクタンス ,  *カソード
準シソーラス用語： 臨床医 ,  電極間距離 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (8件)： VTA ,  DBS ,  GPi ,  不均一 ,  パーキンソン病 ,  方向性 ,  セグメント化 ,  電流ステアリング

分類 (1件)： 脳・神経系モデル  (EL02050C)

引用文献 (35件)：

• AndersonD. N.DuffleyG.VorwerkJ.DorvalA. D.ButsonC. R. (2019). Anodic stimulation misunderstood: Preferential activation of fiber orientations with anodic waveforms in deep brain stimulation. J. Neural Eng. 16:590. doi: 10.1088/1741-2552/aae59030275348
• AströmM.LemaireJ. J.WardellK. (2012). Influence of heterogeneous and anisotropic tissue conductivity on electric field distribution in deep brain stimulation. Med. Biol. Eng. Comput. 50, 23-32. doi: 10.1007/s11517-011-0842-z22101515
• BejjaniB.DamierP.ArnulfI.PapadopoulosS.BonnetA.VidailhetM.. (1998). Deep brain stimulation in Parkinson's disease: Opposite effects of stimulation in the pallidum. Mov. Disord. 13, 969-970. doi: 10.1002/mds.8701306189827624
• BuhlmannJ.HofmannL.TassP. A.HauptmannC. (2011). Modeling of a segmented electrode for desynchronizing deep brain stimulation. Front. Neuroeng. 4:15. doi: 10.3389/fneng.2011.0001522163220
• ButsonC. R.CooperS. E.HendersonJ. M.McIntyreC. C. (2007). Patient-specific analysis of the volume of tissue activated during deep brain stimulation. Neuroimage 34, 661-670. doi: 10.1016/j.neuroimage.2006.09.03417113789

タイトルに関連する用語 (12件)： PARS ,  指向性 ,  深部脳刺激 ,  リード ,  活性化 ,  組織 ,  容積 ,  ステアリング ,  不均一 ,  組織特性 ,  モデリング ,  研究