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Deep brain stimulation modeling for several anatomical and electrical considerations

dc.contributores-ES
dc.contributoren-US
dc.creatorTorres-Valencia, Cristian Alejandro; M.Sc. Universidad Tecnológica de Pereira Pereira,
dc.creatorDaza-Santacoloma, Genaro; Ph.D Instituto de Epilepsia y Parkinson del Eje Cafetero – NEUROCENTRO Pereira,
dc.creatorÁlvarez-López, Mauricio Alexander; Ph.D Universidad Tecnológica de Pereira Pereira,
dc.creatorOrozco-Gutiérrez, Álvaro Ángel; Ph.D Universidad Tecnológica de Pereira Pereira,
dc.date2014-12-31
dc.identifierhttp://revistas.ustabuca.edu.co/index.php/ITECKNE/article/view/723
dc.identifier10.15332/iteckne.v11i2.723
dc.descriptionLa estimulación cerebral profunda (DBS) es una  terapia  quirúrgica  validada  para  el  tratamiento de los  síntomas  asociados  con  la  enfermedad  de  Parkinson. Consiste en la implantación de un electrodo de estimulación generalmente en la región del núcleo subtalámico (STN), con el cual se excitan regiones específicas a partir de un potencial eléctrico con ciertos parámetros específicos. El ajuste de los parámetros de estimulación es un proceso realizado por parte del neurólogo y puede tardar varios meses hasta alcanzar los resultados deseados. Es por esto que en años recientes se ha estudiado la construcción de modelos de propagación eléctrica de las estructuras objetivo de la DBS con el fin de visualizar los posibles resultados de la distribución de campo eléctrico y la activación del tejido cerebral que sirven como guía  para  el  ajuste  de  los parámetros  de  estimulación, optimizando el procedimiento de configuración. En este trabajo  se  presenta  la  comparación  de  modelos  de  simulación que incluyen la definición de geometrías complejas  representando  diferentes  estructuras  cerebrales con propiedades de diferentes tejidos, con los cuales se obtienen los patrones de propagación eléctrica cerebral por medio del método de elementos finitos (FEM) aplicado a la solución de las ecuaciones de Laplace y Poisson.en-US
dc.descriptionDeep Brain Stimulation (DBS) is a clinical treatment for Parkinson disease symptoms. DBS consists in the implantation of a stimulation electrode into the Subthalamic nucleus (STN) for the excitation of specific regions inside the STN. The stimulation potential has a few parameters that should be adjusted in order to achieve the desired treatment effect. The adjust is performed by the neurologist in several sessions with the patients and is not an exact procedure. In recent years there have been several works on the construction of propagation models of DBS, including head geometries and medium properties in order to visualize the possible effects of DBS while the stimulation parameters are adjusted. This work presents the construction of propagation models using the Finite Element Method (FEM) for the solution of Laplace or Poisson equations that govern the propagation phenomena. By the construction of these models, the shape and magnitude of the electric propagation inside the objective structures can be obtained.es-ES
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherUniversidad Santo Tomás. Seccional Bucaramangaes-ES
dc.relationhttp://revistas.ustabuca.edu.co/index.php/ITECKNE/article/view/723/569
dc.relation/*ref*/P. Limousin, P. Pollak, A. Benazzouz, D. Hoffmann, J. F. Le Bas, E. Broussolle, J. E. Perret, and A. L. Benabid, “Effect of parkinsonian signs and symptoms of bilateral subthalamic nucleus stimulation.” Lancet, vol. 345, no. 8942, pp. 91–95, 1995.
dc.relation/*ref*/Benabid, A. L. Deep brain stimulation for Parkinson’s disease. Current Opinion in Neurobiology, no, 13, pp. 696-706, 2003.
dc.relation/*ref*/Tarparelli, R.; Iovine, R.; La Spada, L.; Vegni, L., “Electromagnetic analysis of deep brain stimulation,” Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), International Conference, pp.1153-1155, 9-13, 2013.
dc.relation/*ref*/G. Walckiers, B. Fuchs, J.-P. Thiran, J. R. Mosig, and C. Pollo, “Influence of the implanted pulse generator as reference electrode in finite element model of monopolar deep brain stimulation,” Journal of Neuroscience Methods, vol. 186, pp. 90–96, 2010.
dc.relation/*ref*/C. C. McIntyre and W. M. Grill, “Extracellular stimulation of central neurons: Influence of stimulus waveform and frequency on neuronal output,” Journal of Neurophysiology, vol. 88, 2002, pp. 1592–1604.
dc.relation/*ref*/A.L. Benabid, S. Chabardes, J. Mitrofanis, P. Pollak, “Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus for the treatment of Parkinson’s disease”, Lancet Neurol, vol. 8, no.1, 2009, pp.67-81.
dc.relation/*ref*/C. C. McIntyre, S. Morib, D. L. Shermanc, N. V. Thakorc, and J. L. Vitek, “Electric field and stimulating influence generated by deep brain stimulation of the subthalamic nucleus,” Clinical neurophysiology, vol. 115, pp. 589–595, 2004.
dc.relation/*ref*/P. F. Grant and M. M. Lowery, “Electric field distribution in a finite-volume head model of deep brain stimulation,” Medical engineering & physics, vol. 31, pp. 1095–1103, 2009.
dc.relation/*ref*/M. Liberti, F. Apollonio, A. Paffi, M. Parazzini, F. Maggio, T. Novellino, P. Ravazzani, and G. D’Inzeo, “Fundamental electrical quantities in deep brain stimulation: Influence of domain dimensions and boundary conditions.” Lyon, France: 29th annual international conference of the IEEE EMBS, pp. 6668–6671, 2007.
dc.relation/*ref*/M. N. O. Sadiku, “Elements of electromagnetics.” USA: Oxford University Press, 2002.
dc.relation/*ref*/G. Walckiers, “Bio-electromagnetic model of deep brain stimulation.” IEL, 2009.
dc.relation/*ref*/D. Hutton. “Fundamentals of Finite Element Analysis,” United States: McGraw-Hill, 2004.
dc.relation/*ref*/C. Butson, S. E. Cooper, J. M. Henderson and C. C. McIntyre, “Patient-specific analysis of the volume of tissue activated during deep brain stimulation”, NeuroImage, 2007.
dc.relation/*ref*/L.J. Segerind, “Applied Finite Element Analysis”, New York: JohnWiley & Sons, 1984.
dc.relation/*ref*/J. W. Kim and P. A. Robinson, “Compact dynamical model of brain activity”, American Physical Society, Phys. Rev. E. 031907, Vol. 75, i. 3, p. 031907-031917 , 2007.
dc.relation/*ref*/A. Chaturvedi, C. R. Butson, F. Scott, F. Lempka, E. Cooper, and C. Cameron, “Patient-specific models of deep brain stimulation: Influence of field model complexity on neural activation predictions. Brain Stimulation”, vol.3, no. 2, pp. 65–77, 2010.
dc.rightsCopyright (c) 2018 ITECKNE0
dc.rights0
dc.sourceITECKNE; Vol. 11, núm. 2 (2014); 140-148es-ES
dc.source2339-3483
dc.source1692-1798
dc.subjecten-US
dc.subjectEcuación de Laplace; ecuación de Poisson; enfermedad de Parkinson; estimulación cerebral profunda; método de elementos finitos; núcleo subtalámico; propagación eléctricaen-US
dc.subjecten-US
dc.subjectes-ES
dc.subjectDeep Brain Stimulation, electric propagation, finite element method, Laplace equation, Parkinson disease, Poisson equation, subthalamic nucleuses-ES
dc.subjectes-ES
dc.titleModelos de estimulación cerebral profunda para diferentes consideraciones anatómicas y eléctricasen-US
dc.titleDeep brain stimulation modeling for several anatomical and electrical considerationses-ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.typees-ES
dc.typeen-US


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