脑部疾病与治疗

抽象的

导线设计、操作模式和组织阻抗变化对深部脑刺激的影响——一项模拟研究

法比奥拉·阿隆索、西蒙娜·海姆-奥德和卡琳·沃德尔

背景：最近，电流模式的深部脑刺激 (DBS) 系统和新的导线设计问世。在 DBS 系统之间切换仍然很复杂，因为临床医生可能会失去编程的参考。模拟有助于增进理解。目的：定量研究植入后在两个时间点模拟以电压和电流模式运行的两种导线设计周围的电场 (EF)。方法：采用有限元法模拟导线 3389 (Medtronic) 和 6148 (St Jude)，其周围灰质均质，电极周围空间 (PES) 为 250 μm。PES 阻抗模拟急性（细胞外液）和慢性（纤维组织）时间点。使用两个不同的接触对不同电压和电流幅度（n=236）进行模拟。通过匹配 0.2 V/mm 等值线的形状和最大 EF 来提取等效电流幅度。结果：0.2 V/mm 时的最大 EF 延伸在 2-5 mm 之间变化，导线之间的差异很小。在电压模式下，与慢性 PES 相比，急性 EF 增加了约 1 mm。电流模式呈现相反的关系。在 3 V 下发现 7 mA（急性）和 2.2 mA（慢性）时导线 3389 的等效 EF。结论：模拟显示术后时间点之间的电场延伸受到重大影响。这可能解释了临床决定在植入后数周重新编程振幅的原因。导线设计对 EF 延伸和强度都没有显著影响。但是，EF 分布受到导线 6148 较大接触的影响，该接触在尖端下方产生电场。