پديد آورنده :
عطارپور، احمدرضا
عنوان :
تحريك غيرتهاجمي عمقي مغز: بهبود مدل‌هاي محاسباتي و ارزيابي آزمايشگاهي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مخابرات سيستم
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
بيست و چهار، 101 ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
رسول اميرفتاحي، محمدرضا احمدزاده،
استاد مشاور :
ابوالقاسم زيدآبادي نژاد
توصيفگر ها :
تحريك غيرتهاجمي عمقي مغز , ميدان‌هاي الكتريكي تداخلي , الگوريتم بهينه‌سازي , مدل‌سازي آكسون
استاد داور :
سعيد صدري، بهزاد نظري
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/05/08
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/05/08
چكيده فارسي :
چکیده تحریک الکتریکی یا مغناطیسی مغز میتواند به بهبود بسیاری از بیماریهای عوبی و ا تالالت روانشنا تی که درمانهای دارویی ممک اسآ کمکی به بیمار نکرده و حتی دارای عوارض جانبی باشند کمک کننند کناربرد روشهنای تحرینک غیرتهناجمی مرسنوم همچنون تحریک مغناطیسی و یا الکتریکی ررا جمجمهای در تحریک سا تارهای عمقی بدون اثرگذاری بر الیههای سطحی مغنز بنهطنور مسنتقیم در سا تارهای عمقنی مغنز قنرار داده هنوز اثبات نشده اسآ از طرف دیگر روش تحریک عمقی مغز که در ون الکترودهای مخوو میشوند و تحریکات الکتریکی از طریق ونها به مغز وارد میشوند تهاجمی بوده و طرهای بسیاری را برای بیمار بنه همنراه دارد روش تحریک غیرتهاجمی عمقی مغز بر اساس میدانهای الکتریکی تدا لی بهعنوان روشی جدید برای تحریک الکتریکی سنا تارهای عمقنی مغز به تازگی معرریشده اسآ هدف ای پژوهش مطالعه عمیق مکانیسم اتلی این روش و ارزینابی ون بنا بهنره بنردن از تجزینهوتحلینل محاسباتی و ارزیابی وزمایشگاهی اسآ توزیعهای پتانسیل و میدان الکتریکی حاتل از تحریک بنر اسناس پارامترهنای تحرینک دلخنواه مکان الکترودها و جریان تزریقی به ونها به روش تحلیلی و عددی در دو مد استوانهای بهعنوان مدلی از بارآ مغز موش محاسبه شدند نتایج حاتل از الگوریتم بهینهسازی پیشنهادی بر اساس شبکههای عوبی مونوعی نشان دادند که میتنوان پارامترهنای تحرینک را بنرای رسیدن به ناحیهی تحریک دلخواه با دقآ باالیی تخمی زد همچنی ای نتایج نشان دادند که با استفاده از چهار زوج الکترود بهجنای دو زوج ناحیهی تحریک را میتوان بهتر کنتر کرد در ای پنژوهش ناحینهی تحرینک بنه دو روش مند سنازی ماکروسنکوپیک وسنتانه گذاری بر روی بیشینه دامنه پوش میدان الکتریکی مدولهشده در تمام جهآها و میکروسکوپیک مد سازی پاسخ الکتریکی وکسونها به دسآ ومد نتایج حاتل از ای دو روش نشان دادند که ناحیه تحریک در مکانهای عمقی مند قرارگررتنه و این منیتوانند بنه معننی تحریک بیشتر سا تارهای عمقی نسبآ به سا تارهای سطحی مغز درروش مذکور باشد تحلیل ررکانسی پتانسیل محلی میدان در حی و بعد از اعما تحریک در ای روش از دو ناحیهی سطحی و عمقی مغز دو موش تحرایی نشان داد که بیشتری ارزایش مؤلفهی ررکانسنی در سیگنا نسبآ به قبل از اعما تحریک برابر با ا تالف ررکانس بی دو منبع جریان بوده و ای میزان ارزایش در اکثنر مواقنع در ناحینه بنرای کاربردهنای انسنانی عمقی بیشتر از ناحیهی سطحی بوده اسآ روش مذکور دارای چالشهایی برای کاربردهای بالینی به ونو اسآ اما می تواند ای ررضیه که برای دسترسی مستقیم به نقاط عمقی مغز بدون اثرگذاری بنر الینههنای سنطحی تنهنا نیناز بنه روشهنای تهاجمی اسآ را زیر سؤا ببرد کلماات کلیادی تحرینک غیرتهناجمی عمقنی مغنز میندان هنای الکتریکنی تندا لی الگنوریتم بهین نهسنازی مند سنازی وکس نون ن ن ن ن
چكيده انگليسي :
Noninvasive Deep Brain Stimulation Improvement of Computational Models and Experimental Assessment Ahmadreza Attarpour a attarpour@ec iut ac ir 2019 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 841456 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Assoc Prof Rassol Amirfattahi fattahi@cc iut ac ir Co Supervisor Assoc Prof Mohammadreza Ahmadzadeh ahmadzadeh@cc iut ac ir AbstractBrain disorders have debilitating impacts on the quality of life Most patients with braindisorders don t respond to any form of treatment Neuromodulation modalities have beenwidely used as effective treatments for some brain disorders Transcranial magnetic or electrical stimulation have been used in many human clinical and neuroscientificinvestigations as the most commonly used noninvasive brain stimulation methods However it has not been demonstrated that these noninvasive brain stimulation methodsdirectly stimulate deep regions of the brain without affecting the overlying cortex Although deep Brain Stimulation DBS with implantable electrodes is an effectivetreatment for some movement and psychiatric disorders it is an invasive and high riskmethod oninvasive deep brain stimulation NDBS via temporally interfering electric Nfields has emerged recently as a noninvasive strategy for electrically stimulating deepregions in the brain The objective of this study is providing deep insights into the fundamental mechanisms of this strategy and evaluating the potential use of this methodfor clinical applications For these reasons we used of computational analysis andexperimental assessments Based on given stimulation parameters and electrodeconfigurations analytical and numerical methods are used for computing the electricpotential and field distributions generated during NDBS in two cylindrical models of thebrain The proposed optimization algorithm based on artificial neural networks showedsignificant accuracy in estimating stimulation parameters and also revealed that the shapeof the activated area is more controllable by using more electrode pairs The activated areahas been determined through macroscopic and microscopic approaches and the resultsdemonstrated that the activated area in both approaches located only at the deep regions inthe models Frequency analysis of the local field potentials which were recorded from twocortical and deep regions of the rats brain before at and after applying two secondstimulation demonstrated that the highest power increase has been occurred at thefrequency equal to the difference of the current sources This power increase was oftenhigher at deep region than cortex Although NDBS have faced with multiple challenges forclinical applications especially in human subjects it may overcome the constraint that onlysuperficial structures may be directly affected through noninvasive brain stimulationmethods Keywords Noninvasive Deep Brain Stimulation Temporally Interfering Electric Fields Optimization Algorithm Axon Modeling
استاد راهنما :
رسول اميرفتاحي، محمدرضا احمدزاده،
استاد مشاور :
ابوالقاسم زيدآبادي نژاد
استاد داور :
سعيد صدري، بهزاد نظري
