Name: surgical training for the implantation of neocortical microelectrode arrays using a formaldehyde-fixed human cadaver model
Uploaded: 2017-11-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Surgical Training for the Implantation of Neocortical Microelectrode Arrays Using a Formaldehyde-fixed Human Cadaver Model at JoVE.com

Yazarlar Dr. Andrea Bartoli ve Prof. Karl Schaller (nöroşirurji bölümü, Cenevre Üniversitesi Dr Rob Franklin (Blackrock Microsystems), Prof. Dr. Margitta Seeck (Nöroloji bölümü, Cenevre Üniversitesi hastaneleri, Cenevre, İsviçre), için minnettarız Hastaneler, Cenevre, İsviçre) ve Bay Florent Burdin ve mevcut çalışma hazırlanmasında destek için Prof. John P. Donaghue (Wyss Merkezi Bio ve Neuroengineering, Cenevre, İsviçre).

Bu çalışmada kullanılan insan Kadavra tıp eğitimi için vücut bağış çatısı altında sağlandı. Aydınlatılmış onam vücut bağış için bağış boyunca yazılı olarak elde edildi. Federal ve Kanton yasaları uyarınca bir Etik Komitesi tarafından hiçbir inceleme gerekli.
Not: Bu iletişim kuralı uygulama ameliyat kişi hasta konumlandırma ve baş fiksasyon, kranyotomi ve durotomy de dahil olmak üzere ve dikiş eğitim ve uzmanlık standart Nöroşirürji yordamlar, bey...

İnsan Kadavra formaldehit sabit modeli ve burada açıklanan cerrahi Protokolü elektrot dizilerin insan beyin yeni korteksimiz yerleştirerek cerrahi işlem çoğaltma. Yordamın elektrot dizi ve onun ekleme ile pnömatik Yerleştirici konumlandırma dahil olmak üzere, her adımında devam etmek neredeyse aynı şekilde özel durum bir gerçek hasta olduğu gibi beyin o nabız ve kan dolaşımı yok. Kritik protokolündeki neocortical yüzey ve pnömatik Yerleştirici kullanarak korteks içine onun impaksiyon elektrot...

Son yıllarda birden fazla bireysel nöronların aktivitesinin yaşam kayıt challenge için teknolojik çözümler geliştirilmesi gördük beyin1,2,3. Silikon bazlı elektrot dizilerin benzer şekilde işaret özellikleri açısından geleneksel tel microelectrodes için gerçekleştirin ve onlar-ebilmek yazmak--dan düzine beyin doku4,5, küçük bir yama nöronlarda yüzlerce 6 , 7. elektrot dizilerin bilim adamları sırayla beyin-bilgisayar gelişimi için destek sağlamıştır kol hareketleri8, sinirsel aktivite birincil motor korteks maymun arasındaki ilişkiyi kurmak izin arabirimleri (BCIs)9.
İki durumlarda insanlarda kullanılan elektrot diziler: Kronik implantlar kontrol BCIs ve epilepsi hastalarda bireysel nöronların aktivitesinin çalışmaya yarı kronik implantlar olarak. Kronik implantlar, birincil motor korteks, elinde fonksiyonel gösterimi hedefleme hastalarda tetrapleji bir robot kol veya bilgisayar imleçler10,11,12 hareket kontrol etmek için izin ,13. Yarı kronik implantlar, subdural electrocorticography (ECOG) elektrotlar epilepsi cerrahisi14, içinde olan hastalarda ilaca dirençli epilepsi ile birlikte eklenen tek-unit kayıtları öncesinde, sırasında ve sonra nöbetler izin vermek, ve tek nöronların aktivitesinin sırasında ve Epileptik nöbetler15,16,17,18,19arasında ışık başlamışlardır. Elektrot dizilerin önemli ölçüde bizim anlayış nasıl yaşarsan, bir yandan, etkinlik ve algıları, hareketleri ve insan, hem sağlık hem de düşünceleri arasında bağlantı kurarak beyin fonksiyonları geliştirmek için potansiyel var hastalığı, diğer20,21.
Silikon bazlı elektrot diziler artık ticari olarak kullanılabilir ve bunların kullanımı insanlarda yarı kronik epilepsi göstergesi ABD düzenleyici otoriteler tarafından kabul gördü. Ancak, bu aygıtların invaziv ve beyne eklenmeli. Uygunsuz ekleme tekniği, kayıt nöronal aktivite, aygıta başarısızlığın ötesinde olumsuz sonuçları beyin kanaması ve enfeksiyon, uzun süreli veya kalıcı nörolojik disfonksiyon için potansiyele sahip bulunmaktadır. Elektrot dizi implantasyon komplikasyon oranı şu anda bilinmemekle birlikte, kafa içi elektroansefalografi (EEG) macroelectrodes implantasyonu sırasında potansiyel olarak ciddi komplikasyonlar oranı % 1-522, olduğunu 23. bu nedenle, uygun implantasyon elektrot dizilerin geniş Nöroşirürji beceri ve yordam özel eğitim gerektirir.
Güvenli bir ortamda elektrot dizileri ile becerilerini bilemek cerrahlar için kullanılabilir bir yaklaşım insan olmayan memeliler ve insan Kadavra içerir. İdeal eğitim modeli sadakatle boyutu ve kalınlığı insan kafatası yeniden; tokluk ve beyin zarı vasküler yaklaşım; gyrification desen, tutarlılık ve nabız insan beyninin; dolaşan kan ve beyin omurilik sıvısı varlığını; ve ameliyathane (OR) Konu genel konumlandırma-çevre gibi. Böylece, hayvan modelleri cerrahlar için anlamlı bir deneyim sağlamak için yeterli büyüklükte olması gerekir. Büyük insan dışı primatlar yakın, ama kullanımları cerrahi eğitim için sürdürülemez hem etik bir bakış açısıyla ve pahalı oldukları için. Kemirgenler dikkate küçük boyutlarından dolayı girmeyin; Hatta kedi ya da tavşan kullanarak önemli ölçüde bir OR benzeri ortamdan uzaklaşan anlamına gelir.
İnsan Kadavra cazip bir alternatif temsil eder. Avantajları hayat gibi size ve baş ve beyin şeklini ve Cerrahi eğitim bir OR benzeri ortamda kurma imkanı bulunmaktadır. Gerçekçi bir durum en belirgin hareketle serebral pulsasyonu ve kanama ve boy ve kıvamı kadavra koruma24için istihdam tekniği özgü vücut dokuları değişiklikler vardır. Taze donmuş kadavra korumak tutarlılık ve esneklik birçok organ ve dokuların bir ölçüde, ama onlar-si olmak birkaç dezavantajları: en kısa zamanda çözdürme aşağılayıcı başlıyorlar beyin de bir elektrot sokmak için bozulmuş olur, böylece, başlar gerçekçi yapılması için dizi ve nispeten nadir ve pahalı bir kaynak vardır. Formaldehit sabit kadavra, öte yandan, daha uygun ve kullanılabilir ve daha çok dayanıklı, sertleştirilmiş doku tutarlılık pahasına.
Burada, neocortical elektrot dizi implantasyonu için Nöroşirürji eğitim sağlamak için bir insan Kadavra formaldehit sabit modeli kullanarak bir yordamı oluşturmak. Bizim yaklaşım gerçekçi, OR gibi konumlandırma ve araçları sağlar; kranyotomi ve durotomy gerçekleştirmek ve neocortical yüzey açığa; elektrot Kaide kranyotomi komşu kafatası kemik ekleme; ve pnömatik Impactor25ile yeni korteksimiz elektrot dizi ekleme. Eleştirel, cerrahlar (Bu elektrot Kaide tarafından a bohça-in tek tek izolasyonlu altın teller bağlı) elektrot dizi hassas uyum uygulamaya sağlar paralel neocortical yüzey26. Bizim iletişim kuralı sadakatle elektrot dizi implantasyon ECOG implantasyon epilepsi cerrahisi için aday olan hastalarda birlikte belirtisi çoğaltır. İmplantasyonu ameliyatı hususlar elektrot dizi tam türüne göre önemli ölçüde etkilenmiştir; Burada, biz son zamanlarda ABD insanlarda kullanılmak düzenleyici onay alınan bir dizi için açıklayınız. Sözde Utah dizi bir 4 x 4 mm, 100 elektrot ızgara oluşur; Kafatasının dış tabloya bağlı Transkutanöz Kaide; ve bir tel paket iki bağlantı.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="974">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Mayfield skull clamp</td>
			<td style="width:373px;">Integra LifeSciences, Cincinnati, OH</td>
			<td style="width:161px;">A1059</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Midas Rex MR7 system for craniotomy</td>
			<td style="width:373px;">Medtronic, Minneapolis, MN</td>
			<td style="width:161px;">EC300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Dura scissors</td>
			<td style="width:373px;">Sklar Surgical Instruments, West Chester, PA</td>
			<td style="width:161px;">22-2742</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Self-tapping bone screws</td>
			<td style="width:373px;">OrthoMed Inc., Tigard, OR</td>
			<td style="width:161px;">OM SYN211806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Microelectrode array and pedestal</td>
			<td style="width:373px;">Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT</td>
			<td style="width:161px;">LB-0612</td>
			<td>Mock-up arrays are available from the manufacturer upon request</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Pneumatic impacter</td>
			<td style="width:373px;">Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT</td>
			<td style="width:161px;">LB-0088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">64-channel electrocorticography grid</td>
			<td style="width:373px;">Ad-Tech Medical Instrument Corporation, Racine, WI</td>
			<td style="width:161px;">FG64C-SP10X-0C6</td>
			<td>Optional</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

surgical training for the implantation of neocortical microelectrode arrays using a formaldehyde-fixed human cadaver model

Bu iletişim kuralı cerrahlar elektrot dizilerin implantasyonu için eğitim insan beyni yeni korteksimiz yardımcı olmak amacıyla bir yordam açıklanır. Son teknolojik ilerleme imalat, insan beyni yeni korteksimiz içinde birden çok bireysel nöronların aktivitesinin kayıt izin elektrot dizilerin sağlamıştır. Bu diziler üzerine sağlık ve hastalığında beyin işlevinin nöronal ilişkilendirir eşsiz anlayış getirmek potansiyeline sahip. Ayrıca, kimliği ve istemli nöronal aktivite kod çözme olasılığı beyin-bilgisayar arayüzleri oluşturmak için açılır ve böylece kayıp nörolojik fonksiyonları geri yardımcı. Neocortical elektrot dizilerin implantasyonu supra centimetric kranyotomi ve kortikal yüzeyi pozlama gerektiren invaziv bir işlemdir; Böylece, yordam yeterince eğitimli bir beyin cerrahı tarafından gerçekleştirilmelidir. Cerrahi eğitim için bir fırsat sağlamak için bir insan Kadavra modelini temel alan bir yordam tasarlanmış. Kafa, kafa, meninkslerde makroskopik yapısını koruyarak hayvanlar (özellikle insan dışı primatlar) üzerinde cerrahi pratik pratik, etik ve mali zorluklar formaldehit sabit insan Kadavra kullanımı atlar ve serebral yüzey ve gerçekçi, ameliyathane gibi konumlandırma ve araçları sağlar. Ayrıca, bir insan Kadavra kullanımı herhangi bir insan olmayan model daha klinik günlük uygulama için daha yakındır. Büyük dezavantaj kadavra simülasyon devamsızlık serebral nabız ve kan ve beyin omurilik sıvısı dolaşım vardır. Bir insan Kadavra formaldehit sabit model daha önce yaşayan insan yeni korteksimiz dizide elektrot yerleştirilmesi uygun cerrahi eğitim sağlamak için yeterli, pratik ve düşük maliyetli bir yaklaşım olduğunu göstermektedir.

Cerrahlar bir elektrot dizi beyin yeni korteksimiz gerçekçi, OR gibi bir ortamda içine yerleştirerek cerrahi işlem uygulama izin vermek için bir insan Kadavra formaldehit fiksasyonlu modeli bizim protokolünü kullanır. Kafa Tomografisi, gibi otopsi Nörogörüntüleme gerçekleştirme seçeneğiniz herhangi bir önemli beyin lezyon (şekil 1A) yokluğu doğrular ve implantasyon site seçimi ile yardımcı olabilir. Tüm bir numune ile çalışan ve bir işletim masa ameliyat için ay...

Watch this Scientific Journal Video about Surgical Training for the Implantation of Neocortical Microelectrode Arrays Using a Formaldehyde-fixed Human Cadaver Model at JoVE.com

Surgical Training for the Implantation of Neocortical Microelectrode Arrays Using a Formaldehyde-fixed Human Cadaver Model

Bir insan Kadavra formaldehit sabit modeli kullanarak Neocortical elektrot dizilerin implantasyonu için cerrahi eğitim

Formaldehit sabit insan Kadavra beyin cerrahı elektrot dizilerin implantasyon yeni korteksimiz insan beyninin içine için eğitim yardımcı olmak için kullanılan bir yordam dizayn ettik.

This protocol describes a procedure to assist surgeons in training for the implantation of microelectrode arrays into the neocortex of the human brain. ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

Nöromüsküler Elektriksel Stimülasyon tarafından Kas Eğitimi A Mürin Modeli

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional ...

A Murine Model of Stent Implantation in the Carotid Artery for the Study of Restenosis

Restenoz Çalışmaları Karotis Arter Stent İmplantasyonu bir murin Modeli

Despite  the considerable progress made in the stent development in the last decades,  cardiovascular diseases remain the main cause of death in western ...

Renal Capsule Xenografting and Subcutaneous Pellet Implantation for the Evaluation of Prostate Carcinogenesis and Benign Prostatic Hyperplasia

Prostat Karsinogenezde ve İyi Huylu Prostat Büyümesi ve Değerlendirilmesi için böbrek Kapsül Xenografting ve Derialtı Pelet İmplantasyonu

New therapies for two common prostate diseases,  prostate cancer (PrCa) and benign prostatic hyperplasia (BPH), depend  critically on experiments ...

Implantation of Inferior Vena Cava Interposition Graft in Mouse Model

Fare Modeli Inferior Vena Cava İnterpozisyon Greft İmplantasyonu

Biodegradable scaffolds seeded with bone marrow mononuclear cells (BMCs) are often used for reconstructive surgery to treat congenital cardiac anomalies. ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

Derin Beyin Uyarım ile Saccadometry kullanarak normal ve patolojik beyin fonksiyonlarını incelemek için

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

Generation of a Humanized Mouse Liver Using Human Hepatic Stem Cells

İnsan Karaciğer Kök Hücreler kullanma Insanlaşmış Fare Karaciğer Üretimi

A novel animal model involving chimeric mice with humanized livers established via human hepatocyte transplantation has been developed. These mice, in ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

Farelerde Hızlandırılmış Ateroskleroz Indüksiyonu: "Tel-Yaralanma" Modeli

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...

Integrated Compensatory Responses in a Human Model of Hemorrhage

Kanama İnsan Modeli Entegre Telafi Cevapları

Hemorrhage is the leading cause of trauma-related deaths, partly because early diagnosis of the severity of blood loss is difficult. Assessment of ...

A Rat Model of Orthotopic Liver Transplantation Using a Novel Magnetic Anastomosis Technique for Suprahepatic Vena Cava Reconstruction

Orthotopic fare modeli bir roman manyetik anastomoz teknik Suprahepatic Vena kava imar için kullanılarak karaciğer nakli

The rat model of orthotopic liver transplantation (OLT) is essential for transplant research. It is a very sophisticated animal model and requires a steep ...

Model Surgical Training: Skills Acquisition in Fetoscopic Laser Photocoagulation of Monochorionic Diamniotic Twin Placenta Using Realistic Simulators

Modeli cerrahi eğitim: Fetoscopic Laser Photocoagulation, Monochorionic Diamniotic Tek Kişilik plasenta gerçekçi simülatörleri kullanarak becerileri edinme

Fetoscopic laser coagulation of arterio-venous anastomoses (AVA) in a monochorionic placenta is the standard of care for twin-twin transfusion syndrome ...