Distúrbios cerebrais e terapia

Abstrato

Influência na estimulação cerebral profunda a partir do design do eletrodo, modo operacional e alterações na impedância do tecido - Um estudo de simulação

Fabiola Alonso, Simone Hemm-Ode e Karin Wårdell

Contexto: Sistemas de estimulação cerebral profunda (DBS) no modo atual e novos designs de eletrodos estão disponíveis recentemente. Alternar entre sistemas DBS continua complicado, pois os clínicos podem perder suas referências para programação. Simulações podem ajudar a aumentar o entendimento. Objetivo: Investigar quantitativamente o campo elétrico (FE) ao redor de dois designs de eletrodos simulados para operar em modo de voltagem e corrente em dois pontos de tempo após a implantação. Métodos: O método dos elementos finitos foi usado para modelar o eletrodo 3389 (Medtronic) e 6148 (St Jude) com substância cinzenta circundante homogênea e um espaço perieletrodo (PES) de 250 μm. A impedância do PES imitou o ponto de tempo agudo (fluido extracelular) e crônico (tecido fibroso). Simulações em diferentes amplitudes de voltagem e corrente (n=236) foram realizadas usando dois contatos diferentes. Amplitudes de corrente equivalentes foram extraídas combinando a forma e o EF máximo do isolevel de 0,2 V/mm. Resultados: A extensão máxima da FE a 0,2 V/mm variou entre 2-5 mm com uma pequena diferença entre os eletrodos. No modo voltagem, a FE aumentou cerca de 1 mm no PES agudo em comparação ao crônico. O modo corrente apresentou a relação oposta. FEs equivalentes para o eletrodo 3389 a 3 V foram encontrados para 7 mA (agudo) e 2,2 mA (crônico). Conclusões: As simulações mostraram um grande impacto na extensão do campo elétrico entre os pontos de tempo pós-operatórios. Isso pode explicar as decisões clínicas de reprogramar a amplitude semanas após o implante. Nem a extensão nem a intensidade da FE são consideravelmente influenciadas pelo design do eletrodo. No entanto, a distribuição da FE é afetada pelo maior contato do eletrodo 6148, gerando um campo elétrico abaixo da ponta.