电极脑组织界面存在下两种脑深部电极刺激效果对比研究

摘要

脑深部电极的结构对脑深部电刺激(Deep-Brain Stimulation,DBS)作用效果的影响巨大,但目前的技术手段很难直接测量电刺激过程中电极周围脑组织的电场分布情况.采用有限元建模仿真技术模拟DBS电极在脑组织中形成的局部场电位可提供解决方案.本文建立了环形和硅基脑电极模型以及具有电极脑组织界面(Electrode-Brain Interface,EBI)的脑模型,重点对比了这两种脑电极受EBI影响下的刺激效果.结果表明,受EBI的影响,电极插入脑组织后,其刺激范围先是显著增大而后又降低;环形脑电极的有效激活体积远大于硅基脑电极;通过EBI等效电路的仿真得到,在EBI的存在下脉冲刺激波形发生变异,其变化与电极结构和EBI层的厚度有关.这些研究结果为DBS在临床上的进一步应用提供了更全面的理论依据.