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講演抄録/キーワード
講演名 2018-01-25 16:05
電磁界計算による脳皮質下直接電気刺激における刺激領域に関する検討
沓名崇晴ゴメスタメス ホセ平田晃正名工大)・田村 学村垣善浩東京女子医科大)   エレソ技報アーカイブはこちら
抄録 (和) 近年,脳腫瘍の摘出手術の方法として,覚醒下手術に関心が寄せられている.同手術の中で,大脳皮質下の切除空洞に電気刺激を行い,刺激に対する応答を筋電図記録により確認することで術者を誘導し,白質内の皮質脊髄路における錐体細胞の損傷のリスクを避ける.これにより,運動機能または言語機能の喪失のリスクを減らしながら腫瘍を切除することが可能となる.脳腫瘍近傍における正常組織とのより良い鑑別を目的として,電気刺激による錐体細胞の活性化を特徴づけ,かつ定量化することが必要である.同手術における直接電気刺激には単極または双極の電極が使用されるが,これら電極プローブのタイプおよびその幾何学的形状に応じて刺激領域が変化することが想定される.このような電極条件に応じた刺激領域の変化について,生物物理学的シミュレーションモデルを用いた研究は行われていない.本稿では,MR画像より作成されたリアル人体頭部モデルにおいてスカラーポテンシャル有限差分法を用いて脳内電位及び電界を計算し,さらに錐体細胞神経モデルを用いて活動電位を計算することで,電極条件に応じて活性化がどのように変化するかを評価し刺激領域の比較検討を行った. 
(英) In recent years, there has been a growing interest in awake surgery for brain tumor removal. During awake surgery, direct subcortical stimulation is applied at the resection cavity to guide the surgeon and avoid the risk of lesion of the pyramidal neurons in the cortical spinal tract in the white matter, so the tumor can be removed reducing the loss of motor or linguistic functions. The response to the stimulus is confirmed by electromyography recordings. In order to improve the discrimination of tissues in the vicinity of the brain tumor, the activation of the electrical stimulation needs to be characterized and quantified. Although monopolar and bipolar electrodes are used for electrical stimulation in the same operation, it is assumed that the stimulation region changes according to the type of electrode probe and its geometry. No studies have been conducted on the differences in stimulation areas due to the different characteristics of such electrode using biophysical simulation models. In this study, we computed voltage and electric field in the brain by scalar potential finite difference method in a realistic human head model made from MR image. And we obtained the action potential generated in a pyramidal neuron model to evaluate how the activation varies according to electrode conditions.
キーワード (和) 覚醒下手術 / 脳直接電気刺激 / スカラーポテンシャル有限差分法 / 脳内電界解析 / / / /  
(英) Awake surgery / Direct electric stimulation / Scalar-potential finite-difference method / Electric field analysis in the brain / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 117, no. 408, EST2017-101, pp. 149-154, 2018年1月.
資料番号 EST2017-101 
発行日 2018-01-18 (PN, EMT, OPE, LQE, EST, MWP) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 EMT EST LQE MWP OPE PEM PN IEE-EMT 
開催期間 2018-01-25 - 2018-01-26 
開催地(和) 姫路西はりま地場産業センター 
開催地(英)  
テーマ(和) フォトニックNW・デバイス、フォトニック結晶、ファイバーとその応用、光集積回路、光導波路素子、光スイッチング、導波路解析、マイクロ波・ミリ波フォトニクス、及び一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 EST 
会議コード 2018-01-EMT-EST-LQE-MWP-OPE-PEM-PN-EMT 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 電磁界計算による脳皮質下直接電気刺激における刺激領域に関する検討 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Discussion on Stimulation of Direct Electrical Stimulation of Brain Subcortical Stimulation Based on Electromagnetic Analysis 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 覚醒下手術 / Awake surgery  
キーワード(2)(和/英) 脳直接電気刺激 / Direct electric stimulation  
キーワード(3)(和/英) スカラーポテンシャル有限差分法 / Scalar-potential finite-difference method  
キーワード(4)(和/英) 脳内電界解析 / Electric field analysis in the brain  
キーワード(5)(和/英) /  
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キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 沓名 崇晴 / Takaharu Kutsuna / クツナ タカハル
第1著者 所属(和/英) 名古屋工業大学 (略称: 名工大)
Nagoya Institute of Technology (略称: NIT)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) ゴメスタメス ホセ / Jose Gomez Tames / ゴメスタメス ホセ
第2著者 所属(和/英) 名古屋工業大学 (略称: 名工大)
Nagoya Institute of Technology (略称: NIT)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 平田 晃正 / Akimasa Hirata / ヒラタ アキマサ
第3著者 所属(和/英) 名古屋工業大学 (略称: 名工大)
Nagoya Institute of Technology (略称: NIT)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 田村 学 / Manabu Tamura / タムラ マナブ
第4著者 所属(和/英) 東京女子医科大学 (略称: 東京女子医科大)
Tokyo Women's Medical University (略称: TWMU)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 村垣 善浩 / Yoshihiro Muragaki / ムラガキ ヨシヒロ
第5著者 所属(和/英) 東京女子医科大学 (略称: 東京女子医科大)
Tokyo Women's Medical University (略称: TWMU)
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講演者
発表日時 2018-01-25 16:05:00 
発表時間 25 
申込先研究会 EST 
資料番号 IEICE-PN2017-65,IEICE-EMT2017-102,IEICE-OPE2017-143,IEICE-LQE2017-125,IEICE-EST2017-101,IEICE-MWP2017-78 
巻番号(vol) IEICE-117 
号番号(no) no.404(PN), no.405(EMT), no.406(OPE), no.407(LQE), no.408(EST), no.409(MWP) 
ページ範囲 pp.149-154 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-PN-2018-01-18,IEICE-EMT-2018-01-18,IEICE-OPE-2018-01-18,IEICE-LQE-2018-01-18,IEICE-EST-2018-01-18,IEICE-MWP-2018-01-18 


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