| 講演名 | 2018-01-25 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(名工大), ゴメスタメス ホセ(名工大), 平田 晃正(名工大), 田村 学(東京女子医科大), 村垣 善浩(東京女子医科大), |
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| 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． |
| 抄録(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 |
| キーワード(英) | Awake surgery / Direct electric stimulation / Scalar-potential finite-difference method / Electric field analysis in the brain |
| 資料番号 | PN2017-65,EMT2017-102,OPE2017-143,LQE2017-125,EST2017-101,MWP2017-78 |
| 発行日 | 2018-01-18 (PN, EMT, OPE, LQE, EST, MWP) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EMT / EST / LQE / MWP / OPE / PN / IEE-EMT |
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| 開催期間 | 2018/1/25(から2日開催) |
| 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） | |
| 委員長氏名（和） | 廣瀬 明(東大) / 木村 秀明(NTT) / 山本 剛之(富士通研) / 川西 哲也(早大) / 加藤 和利(九大) / 長谷川 浩(名大) / 後藤 啓次(防衛大) |
| 委員長氏名（英） | Akira Hirose(Univ. of Tokyo) / Hideaki Kimura(NTT) / Tsuyoshi Yamamoto(Fujitsu Labs.) / Tetsuya Kawanishi(Waseda Univ.) / Kazutoshi Kato(Kyushu Univ.) / Hiroshi Hasegawa(Nagoya Univ.) / 後藤 啓次(防衛大) |
| 副委員長氏名（和） | 平山 浩一(北見工大) / 平田 晃正(名工大) / 大貫 進一郎(日大) / 浜本 貴一(九大) / 吉本 直人(千歳科技大) / 佐藤 功紀(古河電工) / 大越 春喜(古河電工) / 釣谷 剛宏(KDDI総合研究所) / 古川 英昭(NICT) |
| 副委員長氏名（英） | Koichi Hirayama(Kitami Inst. of Tech.) / Akimasa Hirata(Nagoya Inst. of Tech.) / Shinichiro Ohnuki(Nihon Univ.) / Kiichi Hamamoto(Kyusyu Univ.) / Naoto Yoshimoto(Chitose Inst. of Science and Tech.) / Kouki Sato(Furukawa Electric Industries) / Haruki Ogoshi(Furukawa Electric) / Takehiro Tsuritani(KDDI Research) / Hideaki Furukawa(NICT) |
| 幹事氏名（和） | 阪本 卓也(兵庫県立大) / 黒木 啓之(都立産技高専) / 大寺 康夫(東北大) / 江口 真史(千歳科技大) / 片桐 崇史(東北大) / 八木 英樹(住友電工) / 菅野 敦史(NICT) / 枚田 明彦(千葉工大) / 荒武 淳(NTT) / 中津原 克己(神奈川工科大) / 廣田 悠介(NICT) / 亀谷 聡一朗(三菱電機) / 出口 博之(同志社大) / 川口 秀樹(室蘭工大) |
| 幹事氏名（英） | Takuya Sakamoto(Univ. of Hyogo) / Takashi Kuroki(Tokyo Metro. Coll. of Tech) / Yasuo Otera(Tohoku Univ.) / Masashi Eguchi(CIST) / Takashi Katagiri(Tohoku Univ.) / Hideki Yagi(SEI) / Atsushi Kanno(NICT) / Akihiko Hirata(Chiba Inst. of Tech.) / Atsushi Aratake(NTT) / Katsumi Nakatsuhara(Kanagawa Inst. of Tech.) / Yusuke Hirota(NICT) / Soichiro Kametani(Mitsubishi Electric) / 出口 博之(同志社大) / 川口 秀樹(室蘭工大) |
| 幹事補佐氏名（和） | 松岡 剛志(九州産大) / 伊藤 孝弘(名工大) / 藤田 和広(富士通) / 川北 泰雅(古河電工) / 藤原 直樹(NTT) / 西村 公佐(KDDI研) / 池田 研介(電中研) / 種村 拓夫(東大) / 山本 直克(NICT) / 中川 雅弘(NTT) / 鈴木 恵治郎(産総研) / 中 良弘(九州保健福祉大学) |
| 幹事補佐氏名（英） | Tsuyoshi Matsuoka(Kyushu Sangyo Univ.) / Takahiro Ito(Nagoya Inst. of Tech.) / Kazuhiro Fujita(Fujitsu) / Yasumasa Kawakita(Furukawa Electric Industries) / Naoki Fujiwara(NTT) / Kosuke Nishimura(KDDI) / Kensuke Ikeda(CRIEPI) / Takuo Tanemura(Univ. of Tokyo) / Naokatsu Yamamoto(NICT) / Masahiro Nakagawa(NTT) / Keijiro Suzuki(AIST) / 中 良弘(九州保健福祉大学) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electromagnetic Theory / Technical Committee on Electronics Simulation Technology / Technical Committee on Lasers and Quantum Electronics / Technical Committee on Microwave and Millimeter-wave Photonics / Technical Committee on OptoElectronics / Technical Committee on Photonic Network / Technical Meeting on Electromagnetic Theory |
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| 本文の言語 | JPN |
| 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（和） | |
| 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 |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 沓名 崇晴 / Takaharu Kutsuna |
| 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） | ゴメスタメス ホセ / Jose Gomez Tames |
| 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） | 平田 晃正 / Akimasa Hirata |
| 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） | 田村 学 / Manabu Tamura |
| 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） | 村垣 善浩 / Yoshihiro Muragaki |
| 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) |
| 発表年月日 | 2018-01-25 |
| 資料番号 | PN2017-65,EMT2017-102,OPE2017-143,LQE2017-125,EST2017-101,MWP2017-78 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | PN-404,EMT-405,OPE-406,LQE-407,EST-408,MWP-409 |
| ページ範囲 | pp.149-154(PN), pp.149-154(EMT), pp.149-154(OPE), pp.149-154(LQE), pp.149-154(EST), pp.149-154(MWP), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2018-01-18 (PN, EMT, OPE, LQE, EST, MWP) |