Method Article

정위 뇌파를 사용하여 깊은 피질의 기능 및 피질 하 구조 조사 : 전방에 cingulate 피질 수업

DOI:

10.3791/52773

⸱

April 15th, 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Neurosurgery, Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 2Department of Neurology, Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 3Columbia University Medical Center, New York Presbyterian Hospital, 4School of Medicine, King's College London

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

정위 뇌파 (SEEG)은 발작 초점을 현지화하기 위해 간질 수술에 사용되는 수술 방법이다. 또한 뇌 기능을 연구 할 수있는 독특한 기회를 제공한다. 여기에서 우리는 SEEG 인간을 대상으로인지 과정을 조사하는 데 사용할 수있는 방법에 대해 설명합니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

정위 뇌파 (SEEG)는 의학적으로 난치성 간질 환자의 발작 초점을 지역화하는 데 사용되는 기술이다. 이 절차는 경막 그리드 전극 배치를 통해 액세스 할 수없는 통상의 뇌 영역에 여러 깊이 전극 만성 배치를 포함한다. SEEG 따라서 뇌 기능을 조사하는 독특한 기회를 제공합니다. 본 논문에서는 SEEG가인지 컨트롤의 지느러미 앞쪽에 cingulate 피질 (DACC)의 역할을 조사하는 데 사용할 수있는 방법을 보여줍니다. 우리는 전극의 배치를 보여주는 수술, SEEG 절차의 설명을 포함한다. 우리는 그들이 행동 작업에 종사하는 동안 주제를 동의에서 로컬 필드 전위 (LFP) 데이터를 기록하는 데 필요한 구성 요소와 프로세스에 대해 설명합니다. 제공되는 예에서, 피험자는인지 적 간섭 작업을 재생하고, 우리는 신호가 지느러미 앞쪽에 cingulate 피질에 전극, 지역 intim에서 기록 및 분석 방법을 보여줍니다러면 의사 결정에 참여. 우리는이 방법은, 인간의인지 과정을 연구에 사용될 수있는 방법의 또 다른 제안 결론.

Introduction

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간질, 시간에 걸쳐 다수의 재발 발작을 특징으로하는 일반적인 신경 장애, 병 (1)의 전 세계적 부담 1 %를 차지한다. 환자 2,3의 30 % - 안티 간질 약물은 20 발작을 제어하지 못한다. 이러한 의학적으로 어려운 환자에서 간질 수술은 종종 4,5 표시됩니다. 수술을 진행하기로 한 결정은 발작 포커스, 수술 계획을 수립하기위한 전제 조건의 위치를​​ 필요로한다. 처음에는 비 침습적 기술은 lateralize과 발작 초점을 지역화하는 데 사용됩니다. 뇌파 전위 기록 (Electroencephalography, EEG)은, 예를 들면, 측정 피질 전기 활동은 두피에 배치 전극으로부터 기록 종종 발작 포커스의 위치에 대하여 충분한 정보를 제공 할 수있다. 또한, 자기 공명 영상 (MRI)은 예컨대 해마 경화증, 의학적으로 난치성 간질의 가장 일반적인 형태로 본 고전 병리학, 근심 t 디스크리트 병변을 입증 할 수emporal 로브 간질 (MTLE).

그러나 종종, 비 침습적 후 처리 발작 포커스를 식별 할 수 없다. 이러한 경우, 뇌내 침습 전극 electrocorticography (ECOG)는 포커스 지역화 또한 수술 6을 안내 할 필요가있다. ECOG는 ....

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Protocol

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각각의 환자가 연구 조사에 대한 적합성을 검토하고, 해당 환자가 지역 IRB 절차에 따라 연구에 참여를 동의해야합니다 있는지 확인하십시오.

SEEG 연구 1. 환자 선택

  1. SEEG에 대한 환자 선택
    참고 : 간질 환자가 임상 적으로 epileptologists, neuropsychologists 및 신경 외과로 구성된 다 학제 팀에 의해 평가해야합니다.
    1. 환자가 항 간질 약물의 이상이 적절한 시험에 대응하기 실패로 정의 의학적으로 내화 초점 간질을 가지고 있는지 확인하십시오.
    2. 비 침습적 기술이 간질 초점을 지역화하는 데 실패했는지 확인하십시오.
    3. 환자는 경막 그리드 전극을 조사하기에 적합하지 않습니다 학제 팀과 함께 확인합니다.
    4. 깊은 발작 발병 영역의 임상 의혹이 있음을 여러 전문 분야 팀과 함께 확인합니다.
    2. <리> 연구 작업에 대한 환자의 선택
    1. 그 주제는 13에서 65 세 사이의 확인하십시오.
    2. 환자에서 (있는 경우 18 세 이하 부모의 동의와 함께)의 동의 또는 동의를 얻습니다.
    3. 대상은 작업에 참석하고 테스트와 협력 할 수 있는지 확인합니다.
    <....

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Results

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환자 SEEG 전극 배치를 위해 선택되면, 그 / 그녀는 MRI 향상된 부피 T2와 T1 콘트라스트를 겪게된다. SEEG 전극 궤적이어서 체적 MRI 시퀀스 정위 네비게이션 (도 1)를 사용하여 계획된다. 이 기술은 일반적인 표면 전극 배치와 함께 할 수없는 것 등 지느러미 앞쪽에 cingulate 피질 (빛 오렌지 궤도, 그림 1)과 피질 내 깊은 구조에서 로컬 필드 전위의 수집이 가능합니다. 수술 후 EMU에서, 환자는 DACC 뉴런을 활성화하도록 설계된 멀티 소스 간섭 작업 (그림 2)를 수행한다. 임상 시험의 적절한 수의 후, DACC의 SEEG 전극에서 로컬 필드 잠재적 인 데이터는 이후 의미있는 분석 (그림 3)을위한 큐 프레젠테이션 LFP 데이터를 정렬하기 위해 사전 처리됩니다. 또한, 일단 정렬 LFP 차 데이터를 검사 할 수 평균시험 유형 (그림 3 층) 사이의.......

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Discussion

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본 논문에서는 SEEG는 인간의 의사 결정 작업시 DACC 내 지역 신경 인구의 활동을 조사하기 위해 사용되었다. 이전 작업은 수술 microelectode 레코딩 (14)를 사용하여 액셀러레이터에서 개별 뉴런의 활동을 조사하고 DACC 활동이 이전의 활동에 의해 변조되는 것을 보여 주었다. 미세 연구는 개개의 뉴런의 급상승 활동 조사를 가능하게한다. SEEG 뉴런의 많은 인구에 걸쳐 합산 된 시냅스 전위 관련된 LFPs을 측정한다. SEEG 따라서 동시에 여러 뇌 영역에서 신경 인구 활성을 조사 할 기회를 허용한다.

과학적 조사 질문 등 SEEG로서 임상 기술을 이용하면, 제 동작 연구 계획 맞추는 것이 중요. 해결하고자하는 문제점은 임상 환자의 발작 발병 영역을 결정하는 단계 및 Wi 포함항상 우선 것이다. 동작 계획이 임상 필요에 의해 결정되기 때문에, 항상 모든 경우와 같은 연구 문제를 조사하는 것이 가능하지 않을 것이다. 따라서, 우리는 영역이 전.......

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 공개 할 관심의 충돌이 없습니다.

Acknowledgements

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저자는 어떤 승인 또는 금융 공시가 없습니다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
트리거 I/O 케이블: Natus Medical Inc.5029PS2 - BNC 케이블
아날로그 펄스대부분의 전자 제품 매장에서 주문할 수 있습니다.
서지 보호 및 배터리 백업 기능이 있는 멀티탭Tripp LiteSMART500RT1U UPC전원 및 백업
National Instruments 다기능 daq 데이터 수집 상자 NI PCIe-6382 DAQ 카드National InstrumentsPCIe-6382 w/ BNC 2090A행동 제어 인터페이스용 PCI 카드
맞춤형 버튼 박스 - 휴먼 인터페이스장치세 개의 버튼이 있는 모든 휴먼 인터페이스 장치를 사용할 수 있습니다. 또는 3개의 키보드 버튼을 사용할 수 있습니다.
Xltek 128 채널 임상 두개내 EEG 모니터링 시스템 EMU128FSNatus Medical Inc.002047c임상 기록 시스템
시각적 자극 프리젠테이션을 위한 주제 모니터 및 관련 케이블DellU2212HMc대부분의 모니터가 여기에 적합합니다.
DAQ 카드가 설치된 행동 소프트웨어를 실행하는 개인 컴퓨터데이터 기록을위한SuperlogicsSL-2U-PD-Q87SLQ-BA
모니터일반적으로 모니터와 함께 제공되며 모든 전자 제품 매장에서 구입할 수 있습니다.
Matlab 2010AMonkeyLogic 웹 사이트에서 무료
데이터 수집 도구 상자가있는 MATLAB 2010a 소프트웨어MathworksMatlab 소프트웨어
sEEG 전극 AD TECH 또는 PMTAD TECH2102-##-101플래티넘 팁, 직경 (0.89 mm, 1 mm, 1.1 mm), 절연되지 않은 길이 2.3 mm; 카탈로그 번호의 ##은 전극의 접점 수를 나타냅니다(08, 10, 12 또는 16)
Cabrio 커넥터PMT2125-##-01카탈로그 번호의 ##은 전극의 접점 수를 나타냅니다(08, 10, 12 또는 16)Tucker
Davis Technologies 증폭기Tucker Davs Technologies신경 데이터용 PZ5 프리앰프
Tucker Davis Technologies 프로세서Tucker Davs TechnologiesRZ2신경 데이터용 신경 신호 프로세서
TuckerDavis Technologies 데이터 스트리머Tucker Davs TechnologiesRS4데이터 스트리머 및 스토리지
TDT 시스템을 연결하기 위한 광섬유 케이블Tucker Davs TechnologiesF05Tucker Davis Technologies의 제품을 연결하기 위한 광섬유 케이블.
리본 케이블 및 디지털 마커ost 전자 제품 매장에서 주문할 수 있습니다.
TDT RPvdsEx 및 OpenEx 소프트웨어를 실행하는 개인용 컴퓨터SuperlogicsSL-2U-PD-Q87SLQ-BA컴퓨터
캐스터가 있는 중간 대서양 서버 캐비닛Middle Atlantic ProductsPTRK-21서버 케이스는 모든 연구 항목을 수용합니다
Tucker Davis Technologies 스플리터 박스는 임상 및 연구 연구를 분할합니다Tucker Davs Technologies이 스플리터 상자는 세미 커스텀 장치입니다. 연구자는 임상 치료를 방해하지 않는 방식으로 연구 기록과 임상 기록을 분리하는 것에 대해 담당 신경과 전문의와 상의해야 합니다.
필수 케이블이 있는 연구원 모니터DellU2212HMc대부분의 모니터가 여기에 적합합니다.
버튼 박스 전원 - 5볼트, 2암페어모든 전자 제품 매장에서 구입할 수 있습니다.
TDT 광 인터페이스 PCI 카드Tucker Davs TechnologiesP05
용 BNC 케이블 신경 컴퓨터 용 주전원 케이블 에서 실행되는 원숭이 논리 소프트웨어 용 스냅 직렬 커넥터

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Murray, C. J., Lopez, A. D., Jamison, D. T. The global burden of disease in 1990: summary results, sensitivity analysis and future directions. Bulletin of the World Health Organization. 72, 495(1994).
  2. Berg, A. T.

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