وقد تم تمويل هذه الدراسة العلمية تعديل العمليات العصبية لبوسطن.

1. مقدمة : وقد الحبل الشوكي التحفيز ، أو SCS ، وتطبق سريريا منذ عام 1967 ، عندما الدكتور نورمان Shealy زرع أقطاب كهربائية first التحفيز على أعمدة الظهرية في محاولة لتقديم الاغاثة للمرضى الذين يعانون من الآلام المزمنة والمستعصية (Shealy وآخرون ، 1967). SCS هو تطبيق لنظرية السريرية بوابة ، الذي يفترض أن التنشيط كبيرة من الأعصاب وارد العصبي الذي توسط اللمس والأحاسيس الضغط ، ويمكن أن تمنع ، أو &quot;إغلاق البوابة&quot; على إرسال إشارات الألم إلى أعلى المراكز في الدماغ (ميلزاك والجدار ، 1965). وقد تحسنت تكنولوجيا SCS على مدى عقود ، مع تحفيز أكثر موثوقية المعدات مصممة بشكل أفضل لتحفيز الأعمدة وقد تطورت الظهري. كان له دور أساسي في هذه التحسينات زيادة فهم من التشريح العصبي والفسيولوجيا العصبية من الحبل الشوكي التحفيز الكهربائي ذات الصلة السريرية. وقد طرحت لهذا التفاهم من النمذجة الحاسوبية SCS. وقد استخدمت النمذجة الحاسوبية من الخلايا العصبية لفهم الآليات الأساسية لتحفيز العصبية منذ وقد وصفت أول نموذج هودجكين وهكسلي الرياضية (هودجكين وهكسلي ، 1952). النشاط العصبي هو منظم بواسطة الحقول الكهربائية كما هو مطبق حقن الخلايا الحالية والحقول المحتملة خارج الخلية. Ranck مناقشة كيف يمكن للتغييرات نوعيا في التيار الكهربائي خارج الخلية في محيط محور عصبي يسبب بعض المناطق في غشاء المحوار ليزيل الاستقطاب وغيرها hyperpolarize إلى (Ranck ، 1975). وقد وضعت في البداية نموذج لSCS الحسابية التي كوبورن والخطيئة (كوبورن ، 1980) ، وعزز بشكل كبير من قبل Holsheimer وزملاؤه ، بدءا Struijk Holsheimer والتنمية في الميدان نموذج الابعاد الثلاثة للSCS (Holsheimer وStruijk ، 1988). يقدر نموذجهم الحسابية تأثير المعلمات التشريحية على عتبات ألياف عمود الظهري (Struijk وآخرون ، 1992) ، وتوقع الموقع المحتمل للالإثارة في الألياف الجذرية الظهرية (Struijk وآخرون ، 1993b) ، وتحليل تأثير CSF سمك (Struijk وآخرون ، 1993a). مع التثبت السريرية (وآخرون ، 1994 ؛. Holsheimer وآخرون ، 1995a ؛. Holsheimer وآخرون ، 1994). ساهم بشكل كبير في تصميم نموذج لتصميم يؤدي التحفيز ، مما يوحي المعلمات الأمثل لحجم الاتصال والتباعد (Holsheimer وStruijk ، 1992 ؛ Holsheimer وWesselink ، 1997) ، لصالح تحفيز تفضيلية من ألياف عمود الظهري على ألياف الجذر (Holsheimer وآخرون. 1995b). 2. الأساليب : تعريف الرياضية النموذجية تم إنشاء العناصر المحدودة الرياضية (FEM) نموذج من الحبل الشوكي الصدري المنخفضة والبيئة المحيطة بها. يتألف النموذج من FEM المسألة الحبل الشوكي الأبيض والرمادي ، والسائل النخاعي ، الجافية ، فوق الجافية نسيج الفضاء ، وعظم العمود الفقري ، واثنين يؤدي multicontact أسطواني. وتألفت كل قيادة من ثمانية اتصالات البلاتين الايريديوم اسطواني (إجراء المجالات ، وطول قطرها 3mm و 1.25 ملم) ، ومفصولة أطوال 1MM العازلة من البوليمر (غير إجراء المجالات طول 1MM ،). وتمركزت يؤدي ظهريا ، وفوق الجافية ، ومتماثل ، 1mm إلى كل جانب من خط الوسط من الحبل الشوكي. في النموذج ، تم تحديد &quot;سمك&quot; للطبقة السائل النخاعي بين الأسماء والسطح الظهري للحبل الشوكي (dCSF) ليكون 3.2mm. ويوضح الشكل الهندسي للنموذج في الشكل 1A وتعطى resistivities الكهربائية في الجدول الأول ، والقيم القادمة في الغالب من الكتابات (Holsheimer ، 2002 ؛. Wesselink وآخرون ، 1999). وكان حجم مزجها مع أكثر من 1 مليون العقد ، مع شبكة عالية الكثافة في المنطقة القريبة من المكان الذي تقع الأقطاب كما هو مبين في الشكل 1B. <img src="/files/ftp_upload/2443/2443fig1.jpg" alt="الشكل 1" /> الشكل 1. تصوير لشبكة من FEM عن الحبل الشوكي ويؤدي multicontact. (A) ومكونات هيكل النموذج. (ب) شبكة النموذجية -- يظهر فقط الجزء الكثافة السكانية العالية. كانت شبكة مقسمة إلى أقسام ذات الكثافة عقدة متغير : بالقرب من الاتصالات (≤ 300 ميكرون) ، عازل ، الجافية والحبل الشوكي (≤ 750 ميكرون) ؛ الحيز فوق الجافية (≤ 3000 ميكرون) ، والعظام الفقرية (≤ 5000 ميكرون). <img src="/files/ftp_upload/2443/2443table1.jpg" alt="الجدول 1" /> الجدول 1 قيم المقاومة من المجالات FEM (Holsheimer ، 2002 ؛. Wesselink وآخرون ، 1999). والتعديل (الحيز فوق الجافية) لمطابقة البيانات السريرية. تم إنشاء هندسة الحبل الشوكي (الشكل 2) باستخدام مزيج من الميزات من مصادر الأدب ذات الصلة. استمدت المقطع العرضي للحبل من Kameyama وآخرون ، والجذر الظهري (DR) مسار Struijk اعتمد آخرون كان (Kameyama وآخرون ، 1996 ؛... Struijkوآخرون ، 1993b). وضعت عمود الظهري (DC) على شبكة الألياف العادية (200um الناصف الوحشي لاتجاه واتجاه ظهري بطني 100um ، انظر الشكل 2A) ، والمتوقع في الاتجاه rostrocaudal. وعلى غرار كل DR والألياف (الأم) أكبر قطرها متصلة ألياف &#39;ابنة&#39; متشعبة من أصغر قطره (الشكل 2B). <img src="/files/ftp_upload/2443/2443fig2.jpg" alt="الشكل 2" /> الشكل 2. هيكل نموذج الحبل الشوكي. (A) نظرا للمعاملات في النخاع الشوكي والعمود الموقع من ألياف الظهرية. (ب) وتتكون الجذور الظهرية للأم والألياف ألياف ابنته ذات الشعبتين. وكان رقمية مسار الألياف الأم من Struijk 1993. (ج) ثلاثة الأبعاد للعرض في النخاع الشوكي والألياف DR. نموذج التحقيق مرة واحدة ويؤدي تمركزت داخل النموذج ، تم تنفيذ هذين النوعين من التحفيز والتشجيع من خلال تحديد التيارات لمدة اتصالات موازية. لنظام مصدر واحد ، كانت هناك ثلاث طرق ممكنة لتقديم الحالي : (أ) الاتصال أقصى اليسار لديه كل الحالية ؛ ب. الاتصالات كل منهما تسليم 50 ٪ من الحالي ، (ج) الاتصال أقصى اليمين يسلم جميع الحالي. نلاحظ هنا أن يفترض مقاومة للاتصالات تساوي اثنين ، رغم أن هذا ليس من المرجح أن يكون صحيحا في التطبيق السريري. بالنسبة للنظام المتعددة المصادر ، تم تعريف كل اتصال لديك مصدر الحالية الخاصة التحكم في التغيرات الحالية 1 ٪ المتزايد بين الأسماء. وبعبارة أخرى ، إذا كان مجموع الحالية تسليمها للاتصالات اثنين 10mA ، في نظام المتعددة المصادر تم تحديد الحالي إلى كل اتصال على أي جزء من المجموع ، وطالما أن مجموع التيارات من خلال كل 10mA الاتصال على قدم المساواة. على سبيل المثال ، قد اتصل تقديم أقصى 6.8 أمبير حيث سيلقي الاتصال أقصى اليمين ثم 3،2 مللي أمبير. بالنسبة للنظام المتعددة المصادر ، و 100 من كسور الانقسامات الحالية كانت مبرمجة على هذا النحو. لحساب المنطقة من خلال تفعيل الأعمدة الظهرية كل النظام ، تم إجراء تحليل تفعيل وظيفة. تفعيل وظيفة هو تقريبي للتغير في القدرة عبر الغشاء عند تطبيق الحالي لتحفيز الأنسجة العصبية خارج الخلية لقطب معين ، والهندسة الألياف. وقد عرفت هذه المنطقة من حيث تفعيل بموضع من ألياف في النموذج حيث تفعيل وظيفة (أو ببساطة الفارق الثاني من الفولتية على طول محور عصبي) تجاوز عتبة محددة مسبقا (مثلا 0.1mV/mm2). وقد تم تعريف النقطة المركزية من التحفيز ومحسوبة على أنها النقطه الوسطى الهندسي للمنطقة 3 الابعاد التنشيط. لتحديد السعة التحفيز ، تم تحديد الأسماء اثنين يتم كاثودات (50 ٪ و 50 ٪ سلبية محتملة على اثنين من الأسماء) في تكوين القطب (مصادر الحالية تسليمها مع الكثافة الحالية ما يعادلها من حدود النموذج). ثم كانت زيادة السعة التحفيز تكرارا حتى وحظ الألياف first تنشيط (وهذا كان دائما الألياف عمود الظهري). وكان من المفترض هذا التنشيط أول من ربط للتصور الأول من مذل من قبل المريض في وضع السريرية. في النموذج ، ثم تمت زيادة الحالي إلى 1.4 * (مللي أمبير لتنشيط الألياف الأولى) ، وكان يحسب النقطه الوسطى من المنطقة وأدت التنشيط. حسبت Centroids جميع الخطوات التوجيهية (100:0 إلى 0:100) مع تحديد السعة في الخطوة السابقة. وكان القرار متوسط ​​التغير النقطه الوسطى النقطه الوسطى نطاق الموقع مقسوما الخطوات الحالية. 3. النتيجة : عند توجيه تنبيه mediolaterally بين يؤدي المزدوج ، فإن النموذج الحسابي يتوقع أن الجهاز الحالي مع مصادر مستقلة عن كل اتصال يمكن أن تستهدف المزيد من النقاط المركزية لتحفيز الاقتصاد على عمود الظهري من نظام مصدر واحد (100 مقابل 3). نتيجة لذلك ، فإن قرار تعديل النقطة المركزية من التحفيز هو 30 أم مع نظام المتعددة المصادر ، تقريبي 50 أضعاف بالمقارنة مع أنظمة مصدر واحد (انظر الشكل 3). <img src="/files/ftp_upload/2443/2443fig3.jpg" alt="الشكل 3" /> الشكل 3. النموذج يجعل التوقعات الحسابية التالية. ألف التكوين يؤدي المزدوجة : 2.0 مم الفصل بين التحفيز يؤدي مع احتكار. يمكن للأجهزة باء المصدر واحدة التي توفر واحد ، ومصدر قوة مشتركة لجميع الاتصالات الهدف ثلاث نقاط مركزية من التحفيز عندما يتحول التحفيز mediolaterally (حجم خطوة من 1 ملم في المتوسط ​​2 ملم مع فصل الرصاص). ج : جهاز مع مصدر طاقة مخصصة لكل جهة اتصال يمكن أن تستهدف 100 نقطة مركزية أفقيا في العمود الظهري عندما fractionalizing الحالية بزيادات 1 ٪ أو 10 نقطة مركزية عندما fractionalizing بزيادات 10 ٪ (حجم خطوة من 0.02 مم : 1 ٪ خطوات وخطوات ل0.2 ملم 10 ٪ في المتوسط).

<ol>
	<li>Barolat, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+Status+of+Epidural+Spinal+Cord+Stimulation.">Current Status of Epidural Spinal Cord Stimulation.</a> Neurosurgery Quarterly. 5, 98-124 (1995).</li><li>Coburn, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+stimulation+of+the+spinal+cord:+two-dimensional+finite+element+analysis+with+particular+reference+to+epidural+electrodes.">Electrical stimulation of the spinal cord: two-dimensional finite element analysis with particular reference to epidural electrodes.</a> Med Biol Eng Comput. 18, 573-584 (1980).</li><li>Feirabend, H. K., Choufoer, H., Ploeger, S., Holsheimer, J., van Gool, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometry+of+human+superficial+dorsal+and+dorsolateral+column+fibres:+significance+to+spinal+cord+stimulation.">Morphometry of human superficial dorsal and dorsolateral column fibres: significance to spinal cord stimulation.</a> Brain. 25, 1137-1149 (2002).</li><li>He, J., Barolat, G., Holsheimer, J., Struijk, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perception+threshold+and+electrode+position+for+spinal+cord+stimulation.">Perception threshold and electrode position for spinal cord stimulation.</a> Pain. 59, 55-63 (1994).</li><li>Hodgkin, A. L., Huxley, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+quantitative+description+of+membrane+current+and+its+application+to+conduction+and+excitation+in+nerve.">A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve.</a> J Physiol. 117, 500-544 (1952).</li><li>Holsheimer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Which+Neuronal+Elements+are+Activated+Directly+by+Spinal+Cord+Stimulation.">Which Neuronal Elements are Activated Directly by Spinal Cord Stimulation.</a> Neuromodulation. 5, 25-31 (2002).</li><li>Holsheimer, J., Barolat, G., Struijk, J. J., He, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significance+of+the+spinal+cord+position+in+spinal+cord+stimulation.">Significance of the spinal cord position in spinal cord stimulation.</a> Acta Neurochir Suppl. 64, 119-1124 (1995).</li><li>Holsheimer, J., den Boer, J. A., Struijk, J. J., Rozeboom, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+assessment+of+the+normal+position+of+the+spinal+cord+in+the+spinal+canal.">MR assessment of the normal position of the spinal cord in the spinal canal.</a> AJNR Am J Neuroradiol. 15, 951-959 (1994).</li><li>Holsheimer, J., Struijk, J. J., Wallinga, W., Boom, W., De Vries, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+spinal+cord+stimulation.">Analysis of spinal cord stimulation.</a> Electrophysiological Kinesiology. , 95-98 (1988).</li><li>Holsheimer, J., Struijk, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode+Geometry+and+Preferential+Stimulation+of+Spinal+Nerve+Figers+Having+Different+Orientations.">Electrode Geometry and Preferential Stimulation of Spinal Nerve Figers Having Different Orientations.</a> , 256 (1992).</li><li>Holsheimer, J., Struijk, J. J., Tas, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+electrode+geometry+and+combination+on+nerve+fibre+selectivity+in+spinal+cord+stimulation.">Effects of electrode geometry and combination on nerve fibre selectivity in spinal cord stimulation.</a> Med Biol Eng Comput. 33, 676-682 (1995).</li><li>Holsheimer, J., Wesselink, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimum+electrode+geometry+for+spinal+cord+stimulation:+the+narrow+bipole+and+tripole.">Optimum electrode geometry for spinal cord stimulation: the narrow bipole and tripole.</a> Med Biol Eng Comput. 35, 493-497 (1997).</li><li>Kameyama, T., Hashizume, Y., Sobue, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphologic+features+of+the+normal+human+cadaveric+spinal+cord.">Morphologic features of the normal human cadaveric spinal cord.</a> Spine. 21, 1285-1290 (1996).</li><li>McIntyre, C. C., Grill, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+stimulation+of+central+neurons:+influence+of+stimulus+waveform+and+frequency+on+neuronal+output.">Extracellular stimulation of central neurons: influence of stimulus waveform and frequency on neuronal output.</a> J Neurophysiol. 88, 1592-1604 (2002).</li><li>McIntyre, C. C., Miocinovic, S., Butson, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computational+analysis+of+deep+brain+stimulation.">Computational analysis of deep brain stimulation.</a> Expert Rev Med Devices. 4, 615-622 (2007).</li><li>Melzack, R., Wall, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pain+mechanisms:+a+new+theory.">Pain mechanisms: a new theory.</a> Science. 150, 971-979 (1965).</li><li>Ranck, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Which+elements+are+excited+in+electrical+stimulation+of+mammalian+central+nervous+system:+a+review.">Which elements are excited in electrical stimulation of mammalian central nervous system: a review.</a> Brain Res. 98, 417-440 (1975).</li><li>Shealy, C. N., Mortimer, J. T., Reswick, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+inhibition+of+pain+by+stimulation+of+the+dorsal+columns:+preliminary+clinical+report.">Electrical inhibition of pain by stimulation of the dorsal columns: preliminary clinical report.</a> Anesth Analg. 46, 489-491 (1967).</li><li>Smith, M. C., Deacon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topographical+anatomy+of+the+posterior+columns+of+the+spinal+cord+in+man.+The+long+ascending+fibres.">Topographical anatomy of the posterior columns of the spinal cord in man. The long ascending fibres.</a> Brain. 107, 671-698 (1984).</li><li>Struijk, J. J., Holsheimer, J., Barolat, G., He, J., Boom, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paresthesia+Thresholds+in+Spinal+Cord+Stimulation:+A+Comparison+of+Theoretical+Results+with+Clinical+Data.">Paresthesia Thresholds in Spinal Cord Stimulation: A Comparison of Theoretical Results with Clinical Data.</a> IEEE Trans Rehab Eng. 1, 101-107 (1993).</li><li>Struijk, J. J., Holsheimer, J., Boom, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation+of+dorsal+root+fibers+in+spinal+cord+stimulation:+a+theoretical+study.">Excitation of dorsal root fibers in spinal cord stimulation: a theoretical study.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 40, 632-639 (1993).</li><li>Struijk, J. J., Holsheimer, J., van der Heide, G. G., Boom, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recruitment+of+dorsal+column+fibers+in+spinal+cord+stimulation:+influence+of+collateral+branching.">Recruitment of dorsal column fibers in spinal cord stimulation: influence of collateral branching.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 39, 903-912 (1992).</li><li>Struijk, J. J., Holsheimer, J., van Veen, B. K., Boom, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidural+spinal+cord+stimulation:+calculation+of+field+potentials+with+special+reference+to+dorsal+column+nerve+fibers.">Epidural spinal cord stimulation: calculation of field potentials with special reference to dorsal column nerve fibers.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 38, 104-110 (1991).</li><li>Wesselink, W. A., Holsheimer, J., King, G. W., Torgerson, N. A., Boom, H. B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+Aspects+of+the+Clinical+Performance+of+Transverse+Tripolar+Spinal+Cord+Stimulation.">Quantitative Aspects of the Clinical Performance of Transverse Tripolar Spinal Cord Stimulation.</a> Neuromodulation. 2, 5-14 (1999).</li></ol>

الكتاب والعاملين في تعديل العمليات العصبية لبوسطن العلمية.

قد تكون القدرة على تحفيز مناطق في وسط العمود الظهري مع ارتفاع القرار السماح لتحسين الاستفادة المثلى من مذل للألم التداخل لدى المرضى. وهذا هو ، في مريض معين ، قد تكون مركزة في منطقة التنشيط في الأعمدة الظهرية لتعظيم تغطية المناطق المؤلمة مع التقليل من الآثار الجانبية (نظرا لتحفيز ألياف غير مرغوب فيها ، والتي قد تولد تنمل في مواقع مكروه أو إنشاء محرك أو اللاإرادي الآثار).

<ul style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نيورون ( <a href="http://www.neuron.yale.edu">http://www.neuron.yale.edu</a> ) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ANSYS (Canonsburg ، PA ، <a href="http://www.ansys.com">http://www.ansys.com</a> ) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> MATLAB (ناتيك ، MA ، <a href="http://www.mathworks.com">http://www.mathworks.com</a> ) </li></ul>

dorsal column steerability with dual parallel leads using dedicated power sources:  a computational model

في تحفيز الحبل الشوكي (SCS) ، التوافق من التحفيز التي يسببها مذل على مناطق الجسم المؤلمة هي شرط ضروري لفعالية العلاجية. منذ أنماط آلام المريض يمكن أن تكون فريدة من نوعها ، وتحفيز تكوين شيوعا هو موضع اثنين يؤدي بالتوازي في الفضاء فوق الجافية الظهرية. هذا البناء يوفر المرونة في توجيه التحفيز الحالية mediolaterally على عمود الظهري لتحقيق أفضل الألم مذل التداخل. باستخدام نموذج رياضي مع توزيع ألياف قطرها دقة ، لدراسة قدرة موازية المزدوج يؤدي إلى توجيه تنبيه الاتصالات بين المجاورة على متوازية يؤدي استخدام مزدوج (1) نظام مصدر واحد ، و (2) نظام متعدد المصادر ، مع مكرسة المصدر الحالي لكل جهة اتصال. نموذج الموصل حجم سلك المنخفضة الصدري العمود الفقري المزدوج مع موازية epidurally - المتمركزة (2 فصل ملم) أنشئت لأول مرة عن طريق الجلد ويؤدي ، وكان يحسب الحقل الكهربائي باستخدام ANSYS ، وهي نماذج العناصر المحدودة الأداة. تم حساب الدالة تفعيل لمدة 10 ألياف أم أنها الفرق الثاني من خارج الخلية المحتملة على طول العقد رانفييه على الألياف العصبية في العمود الظهري. حسبت حجم التنشيط (VOA) ، والنقطة المركزية للVOA باستخدام عتبة محددة سلفا من تفعيل وظيفة. نموذج مقارنة نتائج التوجيهي الميداني مع مصدر واحد مقابل أنظمة مخصصة مصدر الطاقة على المزدوج يؤدي التحفيز 8 للإتصال به. نموذج وتوقع المصدر أن النظام المتعدد يمكن أن تستهدف المزيد من النقاط المركزية لتحفيز الاقتصاد على عمود الظهري من نظام مصدر واحد (100 مقابل 3) والخطوة تعني توجيه لتوجيه الناصف الوحشي هو 0.02 ملم لأنظمة متعددة المصادر مقابل 1 ملم لأنظمة مصدر واحد ، وهو تحسن بنسبة 50 أضعاف. قد تكون القدرة على تحفيز مناطق في وسط العمود الظهري مع ارتفاع القرار السماح لتحسين الاستفادة المثلى من مذل للألم التداخل لدى المرضى.

Watch this Scientific Journal Video about Dorsal Column Steerability with Dual Parallel Leads using Dedicated Power Sources:  A Computational Model at JoVE.com

Dorsal Column Steerability with Dual Parallel Leads using Dedicated Power Sources:  A Computational Model

باستخدام نموذج رياضي لتحفيز النخاع الشوكي ، وجدنا أن وجود نظام متعدد المصادر مع مصادر الطاقة المستقلين عن كل اتصال يمكن أن تستهدف المزيد من النقاط المركزية لتحفيز الاقتصاد على عمود الظهري (100 مقابل 3) ، وإلى 50 ضعفا أكثر من مجال التوجيه القرار ( 0.02mm مقابل 1MM) من نظام أحادي المصدر.

عمود الظهري Steerability مع العروض المتوازية باستخدام مصادر الطاقة المزدوجة مخصص : نموذج الحاسوبية

In spinal cord stimulation (SCS), concordance of stimulation-induced paresthesia over painful body regions is a necessary condition for therapeutic ...

dorsal-column-steerability-with-dual-parallel-leads-using-dedicated

Research

JoVE Journal

Medicine

11.7K Views.  Neuromodulation. باستخدام نموذج رياضي لتحفيز النخاع الشوكي ، وجدنا أن وجود نظام متعدد المصادر مع مصادر الطاقة المستقلين عن كل اتصال يمكن أن تستهدف المزيد من النقاط المركزية لتحفيز الاقتصاد على عمود الظهري (100 مقابل 3) ، وإلى 50 ضعفا أكثر من مجال التوجيه القرار ( 0.02mm مقابل 1MM) من نظام...

Video: Dorsal Column Steerability with Dual Parallel Leads using Dedicated Power Sources:  A Computational Model

A Novel Capsulorhexis Technique Using Shearing Forces with Cystotome

Purpose:
To demonstrate a capsulorhexis technique using predominantly shearing forces with a cystotome on a virtual reality simulator and on a human eye.
Method:
Our technique involves creating the initial anterior capsular tear with a cystotome to raise a flap. The flap left unfolded on the lens surface. The cystotome tip is tilted horizontally and is engaged on the flap near the leading edge of the tear. The cystotome is moved in a circular fashion to direct the vector forces. The loose flap is constantly swept towards the centre so that it does not obscure the view on the tearing edge.
Results:
Our technique has the advantage of reducing corneal wound distortion and subsequent anterior chamber collapse. The capsulorhexis flap is moved away from the tear leading edge allowing better visualisation of the direction of tear. This technique offers superior control of the capsulorhexis by allowing the surgeon to change the direction of the tear to achieve the desired capsulorhexis size.
Conclusions:
The EYESI Surgical Simulator is a realistic training platform for surgeons to practice complex capsulorhexis techniques. The shearing forces technique is a suitable alternative and in some cases a far better technique in achieving the desired capsulorhexis.

This video demonstrates a novel capsulorhexis technique in modern cataract surgery. Capsulorhexis is the most difficult and important part of phacoemulsification surgery.

تقنية Capsulorhexis الرواية عن طريق القص مع قوات مبضع المثانة

Purpose:
To demonstrate a capsulorhexis technique using predominantly shearing forces with a cystotome on a virtual reality simulator and on a human eye....

In vivo Dual Substrate Bioluminescent Imaging

Our understanding of how and when breast cancer cells transit from established primary tumors to metastatic sites has increased at an exceptional rate since the advent of in vivo bioluminescent imaging technologies 1-3. Indeed, the ability to locate and quantify tumor growth longitudinally in a single cohort of animals to completion of the study as opposed to sacrificing individual groups of animals at specific assay times has revolutionized how researchers investigate breast cancer metastasis. Unfortunately, current methodologies preclude the real-time assessment of critical changes that transpire in cell signaling systems as breast cancer cells (i) evolve within primary tumors, (ii) disseminate throughout the body, and (iii) reinitiate proliferative programs at sites of a metastatic lesion. However, recent advancements in bioluminescent imaging now make it possible to simultaneously quantify specific spatiotemporal changes in gene expression as a function of tumor development and metastatic progression via the use of dual substrate luminescence reactions. To do so, researchers take advantage for two light-producing luciferase enzymes isolated from the firefly (Photinus pyralis) and sea pansy (Renilla reniformis), both of which react to mutually exclusive substrates that previously facilitated their wide-spread use in in vitro cell-based reporter gene assays 4. Here we demonstrate the in vivo utility of these two enzymes such that one luminescence reaction specifically marks the size and location of a developing tumor, while the second luminescent reaction serves as a means to visualize the activation status of specific signaling systems during distinct stages of tumor and metastasis development. Thus, the objectives of this study are two-fold. First, we will describe the steps necessary to construct dual bioluminescent reporter cell lines, as well as those needed to facilitate their use in visualizing the spatiotemporal regulation of gene expression during specific steps of the metastatic cascade. Using the 4T1 model of breast cancer metastasis, we show that the in vivo activity of a synthetic Smad Binding Element (SBE) promoter was decreased dramatically in pulmonary metastasis as compared to that measured in the primary tumor 4-6. Recently, breast cancer metastasis was shown to be regulated by changes within the primary tumor microenvironment and reactive stroma, including those occurring in fibroblasts and infiltrating immune cells 7-9. Thus, our second objective will be to demonstrate the utility of dual bioluminescent techniques in monitoring the growth and localization of two unique cell populations harbored within a single animal during breast cancer growth and metastasis.

In vivo Dual Substrate Bioluminescent Imaging

Herein we describe the methods to construct, visualize, and quantify the bioluminescent reactions of both firefly and renilla luciferase enzymes expressed in metastatic breast cancer cells during their growth and metastasis in vivo.

في الجسم الحي التصوير المزدوج الركيزة Bioluminescent

Our understanding of how and when breast cancer cells transit from established primary tumors to metastatic sites has increased at an exceptional rate ...

Deep Neuromuscular Blockade Leads to a Larger Intraabdominal Volume During Laparoscopy

Shoulder pain is a commonly reported symptom following laparoscopic procedures such as myomectomy or hysterectomy, and recent studies have shown that lowering the insufflation pressure during surgery may reduce the risk of post-operative pain. In this pilot study, a method is presented for measuring the intra-abdominal space available to the surgeon during laproscopy, in order to examine whether the relaxation produced by deep neuromuscular blockade can increase the working surgical space sufficiently to permit a reduction in the CO2 insufflation pressure. Using the laproscopic grasper, the distance from the promontory to the skin is measured at two different insufflation pressures: 8 mm Hg and 12 mm Hg. After the initial measurements, a neuromuscular blocking agent (rocuronium) is administered to the patient and the intra-abdominal volume is measured again. Pilot data collected from 15 patients shows that the intra-abdominal space at 8 mm Hg with blockade is comparable to the intra-abdominal space measured at 12 mm Hg without blockade. The impact of neuromuscular blockade was not correlated with patient height, weight, BMI, and age. Thus, using neuromuscular blockade to maintain a steady volume while reducing insufflation pressure may produce improved patient outcomes.

This article presents a method for measuring the working abdominal volume during laproscopic myomectomy using the surgical grasper, and applies this technique to obtain pilot data on whether deep neuromuscular blockade (NMB) can enable the use of lower insufflation pressure. Reduced insufflation pressure during laproscopic surgery has been shown to reduce post-operative pain, and thus the use of NMB during surgery may enable improved patient outcomes.

حصار عصبي عضلي عميق يؤدي إلى حجم أكبر داخل البطن أثناء تنظير البطن

Shoulder pain is a commonly reported symptom following laparoscopic procedures such as myomectomy or hysterectomy, and recent studies have shown that ...

Ischemic Tissue Injury in the Dorsal Skinfold Chamber of the Mouse: A Skin Flap Model to Investigate Acute Persistent Ischemia

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are still occurring, particularly in reconstructive flap surgery. Multiple experimental flap models have been developed to analyze underlying causes and mechanisms and to investigate treatment strategies to prevent ischemic complications. The limiting factor of most models is the lacking possibility to directly and repetitively visualize microvascular architecture and hemodynamics. The goal of the protocol was to present a well-established mouse model affiliating these before mentioned lacking elements. Harder et al. have developed a model of a musculocutaneous flap with a random perfusion pattern that undergoes acute persistent ischemia and results in ~50% necrosis after 10 days if kept untreated. With the aid of intravital epi-fluorescence microscopy, this chamber model allows repetitive visualization of morphology and hemodynamics in different regions of interest over time. Associated processes such as apoptosis, inflammation, microvascular leakage and angiogenesis can be investigated and correlated to immunohistochemical and molecular protein assays. To date, the model has proven feasibility and reproducibility in several published experimental studies investigating the effect of pre-, peri- and postconditioning of ischemically challenged tissue.

The window of the murine dorsal skinfold chamber presented visualizes a zone of acute persistent ischemia of a musculocutaneous flap. Intravital epi-fluorescence microscopy permits for direct and repetitive assessment of the microvasculature and quantification of hemodynamics. Morphologic and hemodynamic results can further be correlated with histological and molecular analyses.

إصابة الأنسجة الدماغية في دائرة ثنية الجلد الظهري للماوس: A الجلد رفرف نموذج المعنية بالتحقيق في نقص التروية الحاد الثابتة

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

متساوي القياس كونتراكتيليتي القياس الشريان المساريقي العلوي الماوس باستخدام أسلاك ميوجرافي

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Murine Model of Central Venous Stenosis using Aortocaval Fistula with an Outflow Stenosis

Central venous stenosis is an important entity contributing to arteriovenous fistula (AVF) failure. A murine AVF model was modified to create a partial ligation of the inferior vena cava (IVC) in the outflow of the fistula, mimicking central venous stenosis. Technical aspects of this model are introduced. The aorta and IVC are exposed, following an abdominal incision. The infra-renal aorta and IVC are dissected for proximal clamping, and the distal aorta is exposed for puncture. The IVC at the midpoint between the left renal vein and the aortic bifurcation is carefully dissected to place an 8-0 suture beneath the IVC. After clamping the aorta and IVC, an AVF is created by puncturing the infra-renal aorta through both walls into the IVC with a 25 G needle, followed by ligating a 22 G intra-venous (IV) catheter and IVC together. The catheter is then removed, creating a reproducible venous stenosis without occlusion. The aorta and IVC are unclamped after confirming primary hemostasis. This novel model of central vein stenosis is easy to perform, reproducible, and will facilitate studies on AVF failure.

An aortocaval fistula was created by puncturing the murine infra-renal aorta through both walls into the inferior vena cava and was followed by creation of a stenosis in its outflow via partial ligation of the inferior vena cava. This reproducible model can be used to study central venous stenosis.

نموذج مورين من تضيق الوريد المركزي باستخدام ناسور الأبهر مع تضيق تدفق

Central venous stenosis is an important entity contributing to arteriovenous fistula (AVF) failure. A murine AVF model was modified to create a partial ...

A Porcine Corneal Endothelial Organ Culture Model Using Split Corneal Buttons

Experimental research on corneal endothelial cells is associated with several difficulties. Human donor corneas are scarce and rarely available for experimental investigations as they are normally needed for transplantation. Endothelial cell cultures often do not translate well to in vivo situations. Due to the biostructural characteristics of non-human corneas, stromal swelling during cultivation induces substantial corneal endothelial cell loss, which makes it difficult to perform cultivation for an extended period of time. Deswelling agents such as dextran are used to counteract this response. However, they also cause significant endothelial cell loss. Therefore, an ex vivo organ culture model not requiring deswelling agents was established. Pig eyes from a local slaughterhouse were used to prepare split corneal buttons. After partial corneal trephination, the outer layers of the cornea (epithelium, bowman layer, parts of the stroma) were removed. This significantly reduces corneal endothelial cell loss induced by massive stromal swelling and Descemet&#39;s membrane folding throughout longer cultivation periods and improves general preservation of the endothelial cell layer. Subsequent complete corneal trephination was followed by the removal of the split corneal button from the remaining eye bulb and cultivation. Endothelial cell density was assessed at follow-up times of up to 15 days after preparation (i.e., days 1, 8, 15) using light microscopy. The preparation technique used allows a better preservation of the endothelial cell layer enabled by less stromal tissue swelling, which results in slow and linear decline rates in split corneal buttons comparable to human donor corneas. As this standardized organo-typically cultivated research model for the first time allows a stable cultivation for at least two weeks, it is a valuable alternative to human donor corneas for future investigations of various external factors with regards to their effects on the corneal endothelium.

Here, a step-by-step protocol for the preparation and cultivation of porcine split corneal buttons is presented. As this organo-typically cultivated organ culture model shows cell death rates within 15 days, comparable to human donor corneas, it represents the first model allowing long-term cultivation of non-human corneas without adding toxic dextran.

نموذج ثقافة الجهاز البطانية القرنية الخنازير باستخدام أزرار القرنية الانقسام

Experimental research on corneal endothelial cells is associated with several difficulties. Human donor corneas are scarce and rarely available for ...

In Vivo Quantification of Hip Arthrokinematics during Dynamic Weight-bearing Activities using Dual Fluoroscopy

Several hip pathologies have been attributed to abnormal morphology with an underlying assumption of aberrant biomechanics. However, structure-function relationships at the joint level remain challenging to quantify due to difficulties in accurately measuring dynamic joint motion. The soft tissue artifact errors inherent in optical skin marker motion capture are exacerbated by the depth of the hip joint within the body and the large mass of soft tissue surrounding the joint. Thus, the complex relationship between bone shape and hip joint kinematics is more difficult to study accurately than in other joints. Herein, a protocol incorporating computed tomography (CT) arthrography, three-dimensional (3D) reconstruction of volumetric images, dual fluoroscopy, and optical motion capture to accurately measure the dynamic motion of the hip joint is presented. The technical and clinical studies that have applied dual fluoroscopy to study form-function relationships of the hip using this protocol are summarized, and the specific steps and future considerations for data acquisition, processing, and analysis are described.

In Vivo Quantification of Hip Arthrokinematics during Dynamic Weight-bearing Activities using Dual Fluoroscopy

Dual fluoroscopy accurately captures in vivo dynamic motion of human joints, which can be visualized relative to reconstructed anatomy (e.g., arthrokinematics). Herein, a detailed protocol to quantify hip arthrokinematics during weight-bearing activities of daily living is presented, including the integration of dual fluoroscopy with traditional skin marker motion capture.

في فيفو القياس الكمي لمفصليات الورك أثناء الأنشطة الديناميكية الحاملة للوزن باستخدام التنظير الفلوري المزدوج

Several hip pathologies have been attributed to abnormal morphology with an underlying assumption of aberrant biomechanics. However, structure-function ...

Modified Posterior Vertebral Column Resection for Patients with Thoracolumbar Kyphotic Deformity

Old compression vertebrae fracture or congenital kyphoscoliosis with abnormal vertebral body development and other diseases that invade the spine may cause severe thoracolumbar kyphotic deformity, often accompanied by intractable low back pain or compression of the spinal cord, leading to severe neurological symptoms or even paralysis. If conservative treatment cannot relieve the symptoms or correct the deformities, surgical treatment is usually needed. For severe kyphotic deformity, reconstruction of the physiological curvature and rigid fixation determine the prognosis of the patients. Osteotomy and orthopedics are the standard procedure for deformities with severe compression of the front and middle column, but the trauma to the patients is high, with a long operation time and massive blood loss. To avoid these disadvantages, we have developed a modified technique to remove the diseased vertebra unilaterally. In this technique, we use a modified trephine to resect the vertebral columns like in the pedicle screw technique by adding a locking instrument that can restrict the trephine to lower the risk of osteotomy and shorten the surgery time and blood loss.

We describe a modified technique for resecting the posterior vertebral column unilaterally based on a modified trephine for patients with thoracolumbar kyphotic deformity.

استئصال العمود الفقري الخلفي المعدل للمرضى الذين يعانون من تشوه الحداب الصدري القطني

Old compression vertebrae fracture or congenital kyphoscoliosis with abnormal vertebral body development and other diseases that invade the spine may ...

بروتوكول Tuina الموحد لنموذج ضغط DRG للفئران

Analgesic Effect of Tuina on Rat Models with Compression of the Dorsal Root Ganglion Pain

Neuropathic pain is a prevalent condition that affects 6.9%-10% of the population and results from nerve damage due to various etiologies, such as lumbar disc herniation, spinal canal stenosis, and intervertebral foramen stenosis. Although Tuina, a traditional Chinese manual therapy, has shown analgesic effects in clinical practice for the treatment of neuropathic pain, its underlying neurobiological mechanisms remain unclear. Animal models are essential for elucidating the basic principles of Tuina. In this study, we propose a standardized Tuina protocol for rats with compression of the dorsal root ganglion (DRG), which involves inducing DRG compression by inserting a stainless steel rod into the intervertebral foramen, performing Tuina manipulation with specific parameters of location, intensity, and frequency in a controlled environment, and assessing the behavioral and histopathological outcomes of Tuina treatment. This article also discusses the potential clinical implications and limitations of the study and suggests directions for future research on Tuina.

تسليط الضوء على المؤلف: تأثير مسكن من Tuina على نماذج الفئران مع ضغط آلام العقدة الجذر الظهرية  

This article presents a manipulation for treating chronic compression of the dorsal root ganglion in rats using Tuina therapy, along with a method for evaluating its effectiveness based on pain behavior and histopathological results.

تأثير مسكن التوينا على نماذج الفئران مع ضغط آلام العقدة الجذرية الظهرية

Neuropathic pain is a prevalent condition that affects 6.9%-10% of the population and results from nerve damage due to various etiologies, such as lumbar ...