DBS تحریک عمقی مغز و درمان پارکينسون

1

2

DBS

تحریک عمقی مغز و درمان پارکينسون

فاطمه چگینی92133003

سمینار درس کنترل سیستمهای عصبی عضالنیاستاد درس : دکتر توحید خواه

فهرست مطالب

کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون

تحریک عمقی (DBSمغز )

حیوانی مدلپارکینسون بیماری

استخراج ویژگی های رفتاری و طبقه بندی دادگان

3

مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی


تحریک عمقی مغز (DBS)


4

حیوانی بیماری مدلپارکینسون




5


(DBSتحریک عمقی مغز )


5



بیماری پارکینسونهسته های قاعده ایدرمان های رایج

6

بیماری پارکینسون

6




6



بیماری پارکینسون دومین اختالل عصبی شایع در جهاناست.

مشکالت مطرح در بیماری پارکینسون عدم توانایی در تشخیص زودهنگامتا شدید نشدن عالئم بیماری پزشک قادر به تشخیص نیست

تحت عنوان فلج لرزان شناخته می شود نفر یک نفر به این 100 سالگی از هر 60در سنین بعد از

بیماری مبتال است. بعد از آلزایمر، شایع ترین بیماری مخرب اعصاب به حساب می

آید. در این بیماری سلول های ترشح کننده ی دوپامین در جسم

.سیاه از بین می روند

نپارکینسو بیماری

77


تحریک عمقی مغز ( DBS)


7



حرکتیعالئم بیماری ( کندی در انجام حرکاتBradykinesia)( لرزش استراحت Rest Tremor)( سفتی عضالت Rigitidy)ناپایداری تعادلیکشیدن پاها روی زمین موقع راه رفتنفریز شدن موقع حرکت

عالئم بیماری غیر حرکتی

اختالالت بویایییبوست اختالالت شناختیافسردگی اختالالت خواب و

خلق و خوی

هسته های قاعده ای

888




8


مدلسازی رفتار حرکتی مدل پارکینسونیموش بیمار

9

رایج درمان های کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون



9

پارکینسون حیوانی بیماری مدل


درمان داروییلودوپا آگونیست های

دوپامینآنتی کولینرژیک مهار

MAO-Bکننده های

فیزیوتراپی

جراحی تاالموس و

گلبوس پالیدوس تحریک عمقی

مغز

قطعی ندارد.است، درمان مشخص و مرتبط با دستگاه عصبی از آنجا که این بیماری

1010




10


تحریک عمقی (DBSمغز )


اجزا اصلی دستگاه(DBS)

انواع تحریک های عمقی مغز عوارض جانبی(DBS)

11


بیز

11




11



با DBS يك وسيله ي•قابليت ايمپلنت شدن

بخش اصلي 3داراي است :

الكترودتوليد كننده ي پالسمتعلقات

12


بیز

12




12



13


بیز

13




13



Parkinson&_390.flv

تاالموستحریک VIM نقطه ای بحرانی برای تمامی لرزش در لرزش کاملقادر به متوقف کردن VIM تحریک الکتریکی ست،ها

و...موثر است.MS،برای تمامی لرزش ها از جمله لرزش ذاتی،بدن است

هسته ی زیر تاالموسی تحریک هسته ی زیرتاالموسیکاهش لرزش باعث ، عالوه بر برای تحریک عمقی مغز هدف اصلی

می شود.بهبود کندی و سفتی حرکت

تحریک گلبوس پالیدوس اثر تحریک گلبوس پالیدوسمشابهی با هسته ی زیرتاالموسی دارد. اما هسته ی زیرتاالموسی بیش

.تر به عنوان هدف تحریک انتخاب می شود

14

انواع تحریک های عمقی مغز( DBS)

بیز

14




14



بعد از کاشت الکترود نیاز به برنامه ریزیمولد تحریک است، ممکن است برای بیمار

ناراحت کننده و خسته کننده باشد.

در فرآیند برنامه ریزی، بیمار ممکن استموقتا احساس سوزن سوزن یا برق گرفتگی کند و یا دچار انقباض شود.

،مشکالتی از جمله اختالالت تعادلیسرگیجه و احساس اضطراب

15

(DBS)عوارض جانبی

بیز

15




15



1616




16


حیوانی مدل بیماری

پارکینسون


القای بیماری پارکینسون در موش

6مزایای مدل موش-OHDA

گروه های تحت بررسی

17


17




17


ایجاد ضایعه ی یک طرفه به مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونیhydroxydopamine-6وسیله ی

تزریق سیتماتیکMPTP برای ایجاد عالئم دائمی بیماری پارکینسون

تزریق سیستماتیک روتنون برای توسعه این بیماری

)یک گروه بدون درمان) بیمار یک گروه با استفاده ازDBS)تحت درمان قرار گرفتند)تیمار

1818




18




ثبت مسیر حرکت موش در آزمون سیلندرویژگی های زمانیویژگی های فرکانسیویژگی های آشوبی آزمونT-Testنتایج طبقه بندی کننده ها

19


19




19



20

ثبت مسیر حرکت موش در آزمون سیلندر

20




20



تصویر فیلم برداری شده و ردیابی تگمسیر حرکت نمونه هامسیر حرکت نمونه پس از عبور از فیلتر پایین گذر

𝑥𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙=𝑥−𝑥𝑡

𝜎𝑡

واریانس مشتق سیگنال مکان

21

ویژگی های زمانی

21




21



میانگین و واریانسسیگنال فاز

چگالی طیفتوان

22

ویژگی های فرکانسی

22




22



میانگینطیف توان

چگالی طیف توان سیگنال حرکتی. طیف قرمز مربوط به

نمونه ها مربوط به گروه بیمار و طیف آبی

نمونه ای گروه تیمار می باشد

میانگین طیف توان در کل بازه فرکانسی

تعیین حداقل بعد فاز تعیین ماکزیمم تاخیر

23

ویژگی های آشوبی

23




23



فضای )راست(، xفضای فاز برای سیگنال حرکت موش بیمار منتخب در جهت )چپ(xفاز برای سیگنال حرکت موش تیمار منتخب در جهت

به منظور بررسی وجود تفاوت معنادار ویژگی های استخراج شده مابین

-Tدو گروه بیمار و سالم از آزمون Test گردید. استفاده

مقدارP که معیاری از تفاوت بین دو گروه است مورد پژوهش قرار

.گرفت با بررسی نتایج آزمونT-TEST بهترین

ویژگی هایی که بیشترین تمایز را ایجاد می کردند انتخاب شد.

24

T-Testآزمون

24




24



ابزار ریاضی جداسازی گروه بیمار از گروه تیمار بردار های ویژگی طبقه بندی کنندها

برای انتخاب طبقه بندی کننده ی مناسب نیاز است تا خطای طبقه بندی را بدست آید و در صورت قابل قبول بودن این خطا،

.طبقه بندی کننده مناسب شناخته می شودK-Nearest Neighborhood Quadratic ClassifierNeural network

25


25




25



2626




26




هدف از مدلسازی وفرضیات ساختار شبکه ها ی عصبی)مدل جعبه ی

خاکستری( مدل شبکه ی عصبی مبتنی بر فرضیه ی دوپامین مدل شبکه ی عصبی مبتنی بر فرضیه ی آکسون

فعال مدل شبکه عصبی با خط تأخیرآموزش شبکه های مصنوعینتایج حاصل از مدلاعتبار سنجی مدل

27


27




27



رفتارهای حرکتی موش هابررسی اهمیت

ات یفرض

28

هدف ازمدلسازی و فرضیات

28




28


مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی تلفیق نتایج حاصل از

بررسی رفتار با نتایج ناشی از تحلیل های بافت شناسی

دید بسیار روشن تری از ابعاد بیماری

مدلسازی این رفتار ها وآشکار تغییرات آنها

،شدن ابعاد پنهان بیماریروش های درمانی بیشتر

دینامیک مناسبخروجی مدل سیگنال مسیر حرکت موشساختار مدل ارائه شده جعبه ی خاکستری

BG مدل مشابه با ساختار عصبی مبهم بودن ورودی عقده های قاعده ای و ماهیت

نویز تصادفی به عنوان ورودیاراده اختالل ایجاد شده صرفا| در سطح مغز و عقده

های قاعده ای است

29

ساختار شبکه ها ی عصبی

)مدل جعبه ی خاکستری(

29




29



30

مدل شبکه ی عصبی مبتنی بر فرضیه ی دوپامین

30




30



ساختار شبکه ی عصبی مصنوعی مبتنی بر فرضیه ی

دوپامین

31

مدل شبکه ی عصبی مبتنی بر فرضیه ی آکسون فعال

31




31



فرضیه ی آکسون فعال برساختار شبکه ی عصبی مصنوعی

32

مدل شبکه عصبی با خط تأخیر

32




32



ساختار شبکه ی عصبی مصنوعی با خط تأخیر

آموزش شبکه های مصنوعی

33

آموزش شبکه های مصنوعی

33




33



مدل شبکه ی عصبی مبتنیبر فرضیه ی دوپامین

مدل شبکه ی عصبی مبتنیبر فرضیه ی آکسون فعال

مدل شبکه عصبی با خطتأخیر

مقایسه بین خروجی مدل و داده ی واقعی

34

نتایج حاصل از مدل

34




34



با داده های 2 و 1مقایسه ی خروجی منتخب مدل واقعی منتخب حالت بیمار و حالت تیمار

35

اعتبار سنجی مدل

35




35



سیگنال ورودی را تغییر می.دهد

خروجی مدل ناشی از این.ورودی را بدست می آورد

بردار های ویژگی این سیگنال های تولید شده را محاسبه

.می کند بردار های ویژگی جدید را به

طبقه بندی کننده های که با داده های واقعی تعلیم یافته

ند.کمی اند اعمال نتایج طبقه بندی برای اعتبار

می کند.سنجی مدل استفاده

36

:جمع بندی و خالصه

ایجاد مدل حیوانی بیماری پارکینسون کاشت الکترود داخل مغز موش و تحریک

هسته های زیر تاالموس بررسی مقایسه رفتار موش های بیمار و

تحت درمان و بررسی آثار درمانی تحریکات عمقی مغز

استخراج شاخص هایی به منظور تفکیک موش های بیمار و تیمار از یکدیگر

مدلسازی رفتار حرکتی موش های بیمار وتیمار

37

مرجع

". . نمونه رفتاري مدلسازی و ویژگی استخراج ارشد کارشناسی نامه پایان بهزاد ایروانی موش OHDA-6ی " ماه بهمن مغز عمقی الکتریکی تحریک اعمال از 1391بعد

Drew S. Kern, MS,*† and Rajeev Kumar, MD, FRCPC‡” Deep Brain Stimulation” The Neurologist • Volume 13, Number 5, September 20072

1

38

با تشکر از توجه شما

Documents

DBS تحریک عمقی مغز و درمان پارکينسون