RU2697752C2 - Electrode for functional mapping of hidden cortical formations (versions) - Google Patents
Electrode for functional mapping of hidden cortical formations (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697752C2 RU2697752C2 RU2018115219A RU2018115219A RU2697752C2 RU 2697752 C2 RU2697752 C2 RU 2697752C2 RU 2018115219 A RU2018115219 A RU 2018115219A RU 2018115219 A RU2018115219 A RU 2018115219A RU 2697752 C2 RU2697752 C2 RU 2697752C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working
- housing
- contacts
- electrode according
- contact
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургическим инструментам для функционального картирования коры головного мозга.The invention relates to medicine, namely to neurosurgical instruments for functional mapping of the cerebral cortex.
Уровень техникиState of the art
Функциональное картирование - это определение функциональной специализации нервных структур при помощи передачи различных видов энергии по направлению к нервной ткани и обратно, в частности, при помощи регистрации электрической активности различных областей коры головного мозга или стимуляции их электрическим током.Functional mapping is the determination of the functional specialization of nerve structures by transferring various types of energy towards the nervous tissue and vice versa, in particular, by recording the electrical activity of various regions of the cerebral cortex or stimulating them with electric current.
Функциональное картирование используется при операциях по удалению опухолей, эпилептогенных зон и других патологических образований, затрагивающих те или иные части центральной и периферической нервной системы, для выявления и сохранения функционально значимых структур при максимально радикальной резекции патологического очага. Кроме того, функциональное картирование используется при фундаментальных исследованиях нервной деятельности.Functional mapping is used in operations to remove tumors, epileptogenic zones and other pathological formations affecting certain parts of the central and peripheral nervous system to identify and preserve functionally significant structures with the most radical resection of the pathological focus. In addition, functional mapping is used in basic studies of nervous activity.
Кора головного мозга человека и многих других млекопитающих представляет собой высший отдел центральной нервной системы и состоит из двух фракций - поверхностной (открытой) и глубокой (скрытой). Глубокая фракция занимает у человека две трети объема коры больших полушарий и представлена совокупностью скрытых кортикальных формаций (СКФ) - впячиваний коры, образующих стенки определенных борозд.The cerebral cortex of humans and many other mammals is the highest part of the central nervous system and consists of two fractions - superficial (open) and deep (hidden). The deep fraction in a person occupies two thirds of the cortex of the cerebral hemispheres and is represented by a combination of hidden cortical formations (GFR) - protrusions of the cortex that form the walls of certain furrows.
С хирургической точки зрения СКФ являются труднодоступными структурами в силу своего сложного топографо-анатомического расположения по отношению к другим частям мозга: его серому и белому веществу, оболочкам, сосудам и ликворным пространствам. Существующие в настоящее время инструменты для функционального картирования не позволяют преодолеть сложность строения СКФ и обеспечить эффективное исследование их активности, что обуславливает низкую степень изученности данных образований.From a surgical point of view, GFRs are difficult to access due to their complex topographic and anatomical location in relation to other parts of the brain: its gray and white matter, membranes, blood vessels, and cerebrospinal fluid spaces. Currently existing tools for functional mapping do not allow to overcome the complexity of the structure of GFR and provide an effective study of their activity, which leads to a low degree of knowledge of these formations.
На сегодняшний день известно несколько разновидностей инструментов, применяемых для функционального картирования коры головного мозга, а именно: электроды-полоски, электроды-сетки, глубинные электроды и электроды-зонды. Данные электроды широко используются для картирования поверхностной фракции коры, но плохо подходят для изучения ее глубокой фракции и других труднодоступных отделов, к которым также относится кора продольной (межполушарной) и поперечной мозговых щелей.To date, several varieties of tools are known that are used for functional mapping of the cerebral cortex, namely: strip electrodes, grid electrodes, deep electrodes and probe electrodes. These electrodes are widely used for mapping the surface fraction of the cortex, but are poorly suited for studying its deep fraction and other hard-to-reach sections, which also include the cortex of the longitudinal (interhemispheric) and transverse cerebral fissures.
Электроды-полоски и электроды-сетки представляют собой тонкие пластинки из пластичного полимера, содержащие от 2 до 64 и более круглых металлических рабочих контактов диаметром от 2 до 5 мм с межконтактными расстояниями от 5 до 10 мм и зазорами между внешними краями рабочих контактов и краями корпуса от 1,8 до 2,3 мм, устанавливаемые в субдуральное пространство в проекции исследуемой корковой области [1, 3, 4, 5, 6].Strip electrodes and grid electrodes are thin plates of plastic polymer containing from 2 to 64 or more round metal working contacts with a diameter of 2 to 5 mm with contact distances from 5 to 10 mm and the gaps between the outer edges of the working contacts and the edges of the housing from 1.8 to 2.3 mm installed in the subdural space in the projection of the studied cortical region [1, 3, 4, 5, 6].
Недостатки данных электродов: 1) слишком большие рабочие контакты, межконтактные расстояния и зазоры между внешними краями рабочих контактов и краями корпуса, затрудняющие картирование СКФ в силу того, что из-за указанных размеров данные электроды можно поместить только в некоторые, наиболее крупные, борозды, при этом картированию доступна не вся площадь их стенок; 2) отсутствие стереометрических меток, не позволяющее объективно судить о пространственных характеристиках исследуемых образований и расположении электрода по отношению к ним; 3) слишком податливая рабочая часть, не способная поддерживать необходимую конфигурацию.Disadvantages of these electrodes: 1) too large working contacts, intercontact distances and gaps between the outer edges of the working contacts and the edges of the casing, making it difficult to map the GFR due to the fact that, due to the indicated dimensions, these electrodes can be placed only in some of the largest grooves, at the same time, not all the area of their walls is accessible to mapping; 2) the absence of stereometric labels, which does not allow to objectively judge the spatial characteristics of the studied formations and the location of the electrode in relation to them; 3) too pliable working part, not able to support the necessary configuration.
Глубинные электроды представляют собой тонкие изолированные пластичным полимером стержневидные трубки диаметром от 0,8 до 2 мм, содержащие от 4 до 28 и более цилиндрических металлических рабочих контактов, внедряемые в паренхиму головного мозга при помощи стереотаксической техники [1, 2, 3, 5].Depth electrodes are thin, rod-shaped tubes insulated with plastic polymer with a diameter of 0.8 to 2 mm, containing 4 to 28 or more cylindrical metal working contacts, embedded in the brain parenchyma using stereotactic technique [1, 2, 3, 5].
Недостатки данных электродов: 1) введение в мозговую паренхиму, что позволяет картировать только те структуры, которые находятся на оси продвижения электрода, и обуславливает 2) потребность в большом количестве электродов, совместно покрывающих большую область интереса, но при этом травмирующих мозг и многократно повышающих время и стоимость операции; 3) потребность в стереотаксическом аппарате, что также увеличивает время и стоимость операции.Disadvantages of these electrodes: 1) introduction into the cerebral parenchyma, which allows you to map only those structures that are on the axis of electrode advancement, and causes 2) the need for a large number of electrodes that together cover a large area of interest, but at the same time injure the brain and significantly increase the time and the cost of the operation; 3) the need for a stereotactic apparatus, which also increases the time and cost of the operation.
Электроды-зонды представляют собой изолированные пластичным полимером металлические стержни с одним или двумя неизолированными кончиками, которыми хирург прикасается к исследуемой мозговой структуре [1, 3, 5].The probe electrodes are metal rods insulated with a plastic polymer with one or two uninsulated tips, with which the surgeon touches the studied brain structure [1, 3, 5].
Недостатки данных электродов: 1) отсутствие изоляции по всему диаметру кончиков, что снижает эффективность функционального картирования СКФ за счет неселективной стимуляции противолежащих стенок соответствующих борозд и обуславливает 2) необходимость сильной тракции или даже резекции ограничивающих доступ частей СКФ, что травмирует мозг; 3) отсутствие стереометрических меток, не позволяющее объективно судить о пространственных характеристиках исследуемых образований и расположении электрода по отношению к ним; 4) слишком ригидная рабочая часть.The disadvantages of these electrodes are: 1) the lack of insulation over the entire diameter of the tips, which reduces the effectiveness of functional mapping of GFR due to non-selective stimulation of the opposite walls of the corresponding grooves and causes 2) the need for strong traction or even resection of the access limiting parts of GFR, which injures the brain; 3) the absence of stereometric labels, which does not allow to objectively judge the spatial characteristics of the studied formations and the location of the electrode in relation to them; 4) too rigid working part.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результат предполагаемого изобретения заключается в повышении эффективности функционального картирования СКФ и других труднодоступных областей коры головного мозга.The technical result of the proposed invention is to increase the efficiency of functional mapping of GFR and other inaccessible areas of the cerebral cortex.
Для достижения указанного технического результата разработан электрод, конструкция которого предусматривает три основных варианта.To achieve the specified technical result, an electrode has been developed, the design of which provides for three main options.
Первый вариант содержит токопроводящие элементы и непроводящий корпус; токопроводящие элементы включают по меньшей мере один рабочий контакт, по меньшей мере один провод и по меньшей мере один коннекторный контакт; корпус содержит рабочую и нерабочую части; рабочая часть имеет две стороны, выполнена гибкой, включает армирующий компонент и по меньшей мере одну измерительную шкалу с началом отсчета на дистальном конце корпуса; нерабочая часть содержит по меньшей мере один кабель и/или рукоятку; активная поверхность каждого рабочего контакта расположена на одной из сторон рабочей части корпуса; форма и размеры рабочих контактов и межконтактные расстояния подобраны таким образом, что обеспечивают покрытие картируемых структур необходимым количеством рабочих контактов; зазоры между внешними краями рабочих контактов и краями корпуса минимальны или отсутствуют.The first option contains conductive elements and a non-conductive housing; conductive elements include at least one working contact, at least one wire and at least one connector contact; the housing contains a working and non-working parts; the working part has two sides, is made flexible, includes a reinforcing component and at least one measuring scale with a reference point at the distal end of the housing; the inoperative part comprises at least one cable and / or a handle; the active surface of each working contact is located on one side of the working part of the housing; the shape and dimensions of the working contacts and the contact distances are selected in such a way that they provide coverage of the mapped structures with the necessary number of working contacts; the gaps between the outer edges of the working contacts and the edges of the housing are minimal or absent.
Второй вариант содержит токопроводящие элементы и непроводящий корпус; токопроводящие элементы включают по меньшей мере один рабочий контакт, по меньшей мере один провод и по меньшей мере один коннекторный контакт; корпус содержит рабочую и нерабочую части, каждая из которых имеет две стороны, выполнена гибкой, включает армирующий компонент и по меньшей мере одну измерительную шкалу с началом отсчета на соответствующем конце корпуса; активная поверхность каждого рабочего и коннекторного контакта расположена на одной из сторон соответствующей части корпуса; рабочие и коннекторные контакты соответствуют друг другу по форме, размерам и межконтактным расстояниям, которые подобраны таким образом, что обеспечивают покрытие картируемых структур необходимым количеством рабочих или коннекторных контактов; зазоры между внешними краями рабочих и коннекторных контактов и краями корпуса минимальны или отсутствуют.The second option contains conductive elements and a non-conductive housing; conductive elements include at least one working contact, at least one wire and at least one connector contact; the housing contains a working and non-working parts, each of which has two sides, is flexible, includes a reinforcing component and at least one measuring scale with a reference point at the corresponding end of the housing; the active surface of each working and connector contact is located on one side of the corresponding part of the housing; working and connector contacts correspond to each other in shape, size and contact distances, which are selected in such a way as to provide coverage of the mapped structures with the required number of working or connector contacts; the gaps between the outer edges of the working and connector contacts and the edges of the housing are minimal or absent.
Третий вариант содержит токопроводящие элементы и непроводящий корпус; токопроводящие элементы включают по меньшей мере один рабочий контакт, по меньшей мере один провод и по меньшей мере один коннекторный контакт; корпус содержит рабочую и нерабочую части; рабочая часть имеет две стороны, выполнена гибкой, включает армирующий компонент и по меньшей мере одну измерительную шкалу с началом отсчета на дистальном конце корпуса и изогнута по ребру; активная поверхность каждого рабочего контакта расположена на одной из сторон рабочей части корпуса; форма и размеры рабочих контактов и межконтактные расстояния подобраны таким образом, что обеспечивают покрытие картируемых структур необходимым количеством рабочих контактов; зазоры между внешними краями рабочих контактов и краями корпуса минимальны или отсутствуют.The third option contains conductive elements and a non-conductive housing; conductive elements include at least one working contact, at least one wire and at least one connector contact; the housing contains a working and non-working parts; the working part has two sides, is flexible, includes a reinforcing component and at least one measuring scale with a reference point at the distal end of the body and is curved along the edge; the active surface of each working contact is located on one side of the working part of the housing; the shape and dimensions of the working contacts and the contact distances are selected in such a way that they provide coverage of the mapped structures with the necessary number of working contacts; the gaps between the outer edges of the working contacts and the edges of the housing are minimal or absent.
Толщина рабочей части корпуса не должна превышать ширину борозды интереса; ее верхним пределом следует считать 1 мм.The thickness of the working part of the body should not exceed the width of the furrow of interest; its upper limit should be considered 1 mm.
Электрод может содержать несколько рабочих и коннекторных контактов, при этом рабочие и/или коннекторные контакты могут иметь форму круга и одинаковый размер.The electrode may contain several working and connector contacts, while the working and / or connector contacts may have the shape of a circle and the same size.
Электрод может содержать несколько рабочих и коннекторных контактов, при этом рабочие и/или коннекторные контакты могут образовывать двойные комплексы, иметь форму полукруга и одинаковый размер и располагаться таким образом, что основания контактов направлены к центру образуемых ими комплексов.The electrode may contain several working and connector contacts, while the working and / or connector contacts may form double complexes, have the shape of a semicircle and the same size and be located so that the base of the contacts are directed to the center of the complexes formed by them.
Электрод может содержать несколько рабочих и коннекторных контактов, при этом рабочие и/или коннекторные контакты могут образовывать четверные комплексы, иметь форму четверти круга и одинаковый размер и располагаться таким образом, что прямые углы контактов направлены к центру образуемых ими комплексов.The electrode may contain several working and connector contacts, while the working and / or connector contacts can form quadruple complexes, have the shape of a quarter circle and the same size and are positioned so that the right angles of the contacts are directed to the center of the complexes formed by them.
Рабочие и/или коннекторные контакты или их комплексы могут образовывать ряд, расположенный вдоль или поперек продольной оси корпуса, а также формировать матрицу, включающую их продольные и поперечные ряды.Working and / or connector contacts or their complexes can form a row located along or across the longitudinal axis of the housing, and also form a matrix, including their longitudinal and transverse rows.
Каждый токопроводящий элемент должен быть изготовлен из биосовместимого токопроводящего металла, например, серебра, золота, платины или нержавеющей стали.Each conductive element must be made of a biocompatible conductive metal, such as silver, gold, platinum or stainless steel.
Неактивные поверхности каждого токопроводящего элемента должны быть изолированы непроводящим веществом корпуса, биосовместимым непроводящим лаком и/или микродуговым оксидированием.Inactive surfaces of each conductive element must be insulated with a non-conductive housing material, biocompatible non-conductive varnish and / or microarc oxidation.
Каждый кабель может иметь круглое или прямоугольное сечение.Each cable can have a round or rectangular cross section.
Каждый кабель может быть расположен перпендикулярно продольной оси корпуса.Each cable can be located perpendicular to the longitudinal axis of the housing.
Рукоятка может иметь круглое, овальное, треугольное, прямоугольное, пятиугольное, шестиугольное или восьмиугольное сечение, а также содержать подпальцевые выемки.The handle may have a round, oval, triangular, rectangular, pentagonal, hexagonal or octagonal section, and also contain subdigital recesses.
Корпус может быть изготовлен из биосовместимого непроводящего пластичного полимера, например, силикона, полиимида или тефлона.The housing may be made of a biocompatible non-conductive plastic polymer, for example silicone, polyimide or teflon.
Армирующий компонент может быть выполнен в виде по меньшей мере одной пластины, проволоки, сетки или диффузно рассеянных по веществу корпуса волокон или частиц.The reinforcing component may be in the form of at least one plate, wire, mesh, or fibers or particles diffusely scattered throughout the body material.
Армирующий компонент может быть изготовлен из биосовместимого металла, например, нержавеющей стали или титана. При этом он должен быть изолирован непроводящим веществом корпуса, биосовместимым непроводящим лаком и/или микродуговым оксидированием.The reinforcing component may be made of a biocompatible metal, for example, stainless steel or titanium. In this case, it must be insulated with a non-conductive substance of the body, biocompatible non-conductive varnish and / or microarc oxidation.
Армирующий компонент может быть изготовлен из биосовместимого непроводящего пластичного полимера, например, полипропилена, полиуретана, полиэстера или поликарбоната.The reinforcing component may be made of a biocompatible non-conductive plastic polymer, for example polypropylene, polyurethane, polyester or polycarbonate.
Армирующим компонентом может являться каждый провод.The reinforcing component may be each wire.
Метки измерительной шкалы могут иметь различные цвета, соответствующие значениям расстояния.The marks on the measuring scale can have different colors corresponding to the distance values.
Выполнение корпуса тонким и гибким позволяет обеспечить малотравматичный доступ к структурам интереса: СКФ и другим труднодоступным отделам коры головного мозга, в частности, коре продольной (межполушарной) и поперечной мозговых щелей.The execution of the body thin and flexible allows you to provide less traumatic access to the structures of interest: GFR and other hard-to-reach parts of the cerebral cortex, in particular, the cortex of the longitudinal (interhemispheric) and transverse cerebral fissures.
Введение в корпус армирующего компонента позволяет улучшить его механические свойства и усилить контроль положения дистального конца электрода, что важно при работе с глубоко расположенными образованиями.The introduction of a reinforcing component into the housing makes it possible to improve its mechanical properties and strengthen the control of the position of the distal end of the electrode, which is important when working with deeply located formations.
Нанесение на корпус по меньшей мере одной измерительной шкалы позволяет обеспечить простую и точную оценку расположения картируемых структур относительно референтных анатомических ориентиров.The application of at least one measuring scale to the housing allows a simple and accurate assessment of the location of the mapped structures relative to the reference anatomical landmarks.
Расположение активной поверхности каждого рабочего и/или коннекторного контакта на одной из сторон корпуса позволяет повысить избирательность функционального картирования противолежащих частей структур интереса.The location of the active surface of each working and / or connector contact on one of the sides of the housing allows to increase the selectivity of the functional mapping of opposite parts of structures of interest.
Оптимизация формы и размеров рабочих и/или коннекторных контактов и межконтактных расстояний, а также минимизация зазоров между внешними краями рабочих и/или коннекторных контактов и краями корпуса позволяют картировать структуры интереса на всем их протяжении.Optimization of the shape and size of the working and / or connector contacts and contact distances, as well as minimizing the gaps between the outer edges of the working and / or connector contacts and the edges of the housing, allow mapping interest structures along their entire length.
Введение в корпус эргономичной рукоятки позволяет обеспечить его удобную ручную фиксацию.The introduction of an ergonomic handle into the housing allows for convenient manual locking.
Выполнение электрода симметричным позволяет менять рабочие и коннекторные контакты местами в зависимости от ситуации путем его переворачивания.The implementation of the electrode symmetric allows you to change the working and connector contacts in places depending on the situation by turning it over.
Придание корпусу изгиба по ребру позволяет обеспечить функциональное картирование структур интереса, имеющих особо сложное строение, например, СКФ, образующих стенки оперкулярных и инсулярных борозд, которые, в свою очередь, скрыты в глубине латеральной борозды и расположены перпендикулярно ее основной плоскости.Giving the body a bend along the rib allows for functional mapping of structures of interest that have a particularly complex structure, for example, GFR, which form the walls of the ocular and insular grooves, which, in turn, are hidden deep in the lateral groove and are perpendicular to its main plane.
Вышеуказанные технические решения в совокупности позволяют повысить эффективность функционального картирования СКФ и других труднодоступных областей коры головного мозга.The above technical solutions together can improve the efficiency of functional mapping of GFR and other hard-to-reach areas of the cerebral cortex.
Описание чертежейDescription of drawings
На фиг. 1 изображен вариант предлагаемого электрода, содержащий кабель.In FIG. 1 shows a variant of the proposed electrode containing a cable.
На фиг. 2 изображен вариант предлагаемого электрода, содержащий кабель и рукоятку.In FIG. 2 shows a variant of the proposed electrode comprising a cable and a handle.
На фиг. 3 изображен симметричный вариант предлагаемого электрода.In FIG. 3 shows a symmetric version of the proposed electrode.
На фиг. 4 изображен вариант предлагаемого электрода, корпус которого изогнут по ребру.In FIG. 4 shows a variant of the proposed electrode, the body of which is curved along the edge.
На фиг. 5 изображены сечения А-А, Б-Б и В-В, показанные на фиг. 1-4.In FIG. 5 shows sections aa, bb and bb, shown in fig. 1-4.
На фиг. 6 представлена схема взаиморасположения структур в области абстрактной кортикальной борозды и образующей ее стенки СКФ.In FIG. Figure 6 shows a diagram of the mutual arrangement of structures in the region of the abstract cortical groove and the SCF wall forming it.
На фиг. 7 представлена схема проведения функционального картирования СКФ, показанной на фиг. 6, при помощи предлагаемого электрода, установленного в соответствующую борозду и подключенного к блоку управления - нейростимулятору или нейрорегистратору. Электрод повернут к зрителю боком.In FIG. 7 is a diagram of functional mapping of the GFR shown in FIG. 6, using the proposed electrode installed in the corresponding groove and connected to the control unit — a neurostimulator or a neuroregister. The electrode is turned sideways to the viewer.
На фиг. 1-7 цифрами и буквами обозначены:In FIG. 1-7 numbers and letters denote:
1 - рабочие контакты1 - working contacts
2 - провода2 - wires
3 - коннекторные контакты3 - connector contacts
4 - корпус4 - case
5 - армирующий компонент5 - reinforcing component
6а - измерительная шкала с началом отсчета на дистальном конце корпуса6a - measuring scale with a reference point at the distal end of the housing
6б - измерительная шкала с началом отсчета на проксимальном конце корпуса6b - measuring scale with a reference point at the proximal end of the body
7 - кабель7 - cable
8 - рукоятка8 - handle
9 - скальп9 - scalp
10 - кости черепа10 - skull bones
11 - твердая мозговая оболочка11 - dura mater
12 - паутинная мозговая оболочка12 - arachnoid meninges
13 - мягкая мозговая оболочка13 - pia mater
14 - скрытая кортикальная формация14 - hidden cortical formation
15 - борозда интереса15 - furrow of interest
16 - кровеносный сосуд16 - blood vessel
17 - арахноидальные спайки17 - arachnoid adhesions
18 - электрод18 - electrode
19 - блок управления (нейростимулятор или нейрорегистратор)19 - control unit (neurostimulator or neuroregister)
Осуществление изобретения Первый вариант электрода содержит токопроводящие элементы (1 - 3) и непроводящий корпус (4). Токопроводящие элементы включают по меньшей мере один рабочий контакт (1), по меньшей мере один провод (2) и по меньшей мере один коннекторный контакт (3). Корпус содержит рабочую и нерабочую части; рабочая часть имеет две стороны, выполнена гибкой, включает армирующий компонент (5) и по меньшей мере одну измерительную шкалу (6а) с началом отсчета на дистальном конце корпуса; нерабочая часть содержит по меньшей мере один кабель (7) и/или рукоятку (8). Активная поверхность каждого рабочего контакта расположена на одной из сторон рабочей части корпуса. Форма и размеры рабочих контактов и межконтактные расстояния подобраны таким образом, что обеспечивают покрытие картируемых структур необходимым количеством рабочих контактов; зазоры между внешними краями рабочих контактов и краями корпуса минимальны или отсутствуют.The first embodiment of the electrode comprises conductive elements (1 to 3) and a non-conductive housing (4). The conductive elements include at least one working contact (1), at least one wire (2), and at least one connector contact (3). The housing contains a working and non-working parts; the working part has two sides, is flexible, includes a reinforcing component (5) and at least one measuring scale (6a) with a reference point at the distal end of the housing; the inoperative part contains at least one cable (7) and / or a handle (8). The active surface of each working contact is located on one side of the working part of the housing. The shape and dimensions of the working contacts and the contact distances are selected in such a way that they provide coverage of the mapped structures with the necessary number of working contacts; the gaps between the outer edges of the working contacts and the edges of the housing are minimal or absent.
Второй вариант электрода содержит токопроводящие элементы (1-3) и непроводящий корпус (4). Токопроводящие элементы включают по меньшей мере один рабочий контакт (1), по меньшей мере один провод (2) и по меньшей мере один коннекторный контакт (3). Корпус содержит рабочую и нерабочую части, каждая из которых имеет две стороны, выполнена гибкой, включает армирующий компонент (5) и по меньшей мере одну измерительную шкалу (6а, 6б) с началом отсчета на проксимальном или дистальном конце корпуса. Активная поверхность каждого рабочего и коннекторного контакта расположена на одной из сторон рабочей части корпуса. Рабочие и коннекторные контакты соответствуют друг другу по форме, размерам и межконтактным расстояниям, которые подобраны таким образом, что обеспечивают покрытие картируемых структур необходимым количеством рабочих или коннекторных контактов; зазоры между внешними краями рабочих и коннекторных контактов и краями корпуса минимальны или отсутствуют.The second version of the electrode contains conductive elements (1-3) and a non-conductive housing (4). The conductive elements include at least one working contact (1), at least one wire (2), and at least one connector contact (3). The housing contains a working and non-working parts, each of which has two sides, is flexible, includes a reinforcing component (5) and at least one measuring scale (6a, 6b) with a reference point at the proximal or distal end of the housing. The active surface of each working and connector contact is located on one side of the working part of the housing. Working and connector contacts correspond to each other in shape, size and contact distances, which are selected in such a way as to provide coverage of the mapped structures with the required number of working or connector contacts; the gaps between the outer edges of the working and connector contacts and the edges of the housing are minimal or absent.
Для применения второго варианта необходим кабель-коннектор, соединяющий электрод с блоком управления.To use the second option, a cable connector is required that connects the electrode to the control unit.
Третий вариант электрода содержит токопроводящие элементы (1-3) и непроводящий корпус (4); токопроводящие элементы включают по меньшей мере один рабочий контакт (1), по меньшей мере один провод (2) и по меньшей мере один коннекторный контакт (3); корпус содержит рабочую и нерабочую части; рабочая часть имеет две стороны, выполнена гибкой, включает армирующий компонент (5) и по меньшей мере одну измерительную шкалу (6а) с началом отсчета на дистальном конце корпуса и изогнута по ребру; активная поверхность каждого рабочего контакта расположена на одной из сторон рабочей части корпуса; форма и размеры рабочих контактов и межконтактные расстояния подобраны таким образом, что обеспечивают покрытие картируемых структур необходимым количеством рабочих контактов; зазоры между внешними краями рабочих контактов и краями корпуса минимальны или отсутствуют.The third version of the electrode contains conductive elements (1-3) and a non-conductive housing (4); conductive elements include at least one working contact (1), at least one wire (2) and at least one connector contact (3); the housing contains a working and non-working parts; the working part has two sides, is flexible, includes a reinforcing component (5) and at least one measuring scale (6a) with a reference point at the distal end of the housing and is curved along the edge; the active surface of each working contact is located on one side of the working part of the housing; the shape and dimensions of the working contacts and the contact distances are selected in such a way that they provide coverage of the mapped structures with the necessary number of working contacts; the gaps between the outer edges of the working contacts and the edges of the housing are minimal or absent.
Предлагаемый электрод, в зависимости от варианта исполнения, предназначен для интраоперационного или экстраоперационного функционального картирования скрытых кортикальных формаций, а также других труднодоступных мозговых структур, в частности, кортикальных областей, образующих стенки продольной (межполушарной) и поперечной мозговых щелей.The proposed electrode, depending on the embodiment, is intended for intraoperative or extraoperative functional mapping of hidden cortical formations, as well as other hard-to-reach brain structures, in particular, cortical regions forming the walls of the longitudinal (interhemispheric) and transverse cerebral fissures.
Интраоперационное функциональное картирование проводится следующим образом. Пациенту оказывают анестезиологическое пособие, бритье и дезинфекцию кожи головы. Хирург последовательно осуществляет разрез скальпа (9); трепанацию черепа (10); рассечение твердой мозговой оболочки (11); бережную мобилизацию нервно-сосудистых структур в области определенной борозды (15); подключение электрода (18) к блоку управления (19) (нейростимулятору или нейрорегистратору) напрямую или при помощи дополнительных коннекторов; введение электрода в данную борозду на необходимую глубину, определяемую при помощи измерительной шкалы; и осуществление электростимуляции или регистрации электрической активности доступных участков СКФ (14), образующей стенки данной борозды.Intraoperative functional mapping is as follows. The patient is given anesthetic benefits, shaving and disinfection of the scalp. The surgeon sequentially performs a scalp incision (9); craniotomy (10); dura mater dissection (11); careful mobilization of neurovascular structures in the area of a particular groove (15); connecting the electrode (18) to the control unit (19) (a neurostimulator or a neuroregister) directly or using additional connectors; introduction of an electrode into a given furrow to the required depth, determined using a measuring scale; and the implementation of electrical stimulation or registration of electrical activity of the accessible sections of the GFR (14), forming the walls of this groove.
В том случае, если картируемая СКФ на стенках содержит дополнительные борозды, плоскость которых перпендикулярна плоскости основной борозды (в качестве примера можно привести оперкулярные и инсулярные борозды, расположенные на стенках латеральной борозды), для картирования следует воспользоваться электродом, корпус которого изогнут по ребру; при этом его дистальную по отношению к изгибу часть необходимо согнуть по плоскости, после чего ввести электрод сначала в основную (например, латеральную), а затем - в дополнительную (например, оперкулярную или инсулярную) борозду.In the event that the mapped GFR on the walls contains additional grooves whose plane is perpendicular to the plane of the main groove (as an example, the ocular and insular grooves located on the walls of the lateral groove can be cited), for mapping, you should use an electrode whose body is curved along the edge; at the same time, its distal part with respect to the bend must be bent along the plane, after which the electrode is inserted first into the main (for example, lateral), and then into the additional (for example, opular or insular) furrow.
Перед препаровкой борозды ее местоположение и внутреннее строение целесообразно идентифицировать при помощи системы оптической или электромагнитной нейронавигации.Before the preparation of the furrow, its location and internal structure should be identified using an optical or electromagnetic neuronavigation system.
Мобилизацию нервно-сосудистых структур можно осуществить при помощи арахноидальной диссекции, т.е. рассечения паутинной мозговой оболочки (12) и ее спаек (17) с мягкой мозговой оболочкой (13) и кровеносными сосудами (16), а также при помощи гидропрепаровки, т.е. инъекции физиологического раствора в субарахноидальное пространство препарируемой борозды под небольшим давлением.The mobilization of neurovascular structures can be carried out using arachnoid dissection, i.e. dissection of the arachnoid membrane (12) and its adhesions (17) with the pia mater (13) and blood vessels (16), as well as using hydraulic preparation, i.e. injections of saline into the subarachnoid space of the prepared groove under slight pressure.
Дополнительного расширения борозды и упрощения доступа к ее содержимому и стенкам можно добиться путем релаксации мозга, которая осуществляется, в числе прочего, при помощи внутривенного введения дегидратирующих средств, а также дренирования ликвора из субарахноидального пространства или мозговых желудочков.Additional expansion of the furrow and simplification of access to its contents and walls can be achieved by relaxation of the brain, which is carried out, inter alia, by intravenous administration of dehydrating agents, as well as drainage of cerebrospinal fluid from the subarachnoid space or cerebral ventricles.
Перед проведением электростимуляции или регистрации электрической активности исследуемых структур для уменьшения помех положение электрода можно зафиксировать при помощи устройства типа «третьей руки», например, гибкого плеча самоудерживающегося ретрактора.Before conducting electrical stimulation or recording the electrical activity of the studied structures to reduce interference, the position of the electrode can be fixed using a device of the "third hand", for example, a flexible arm of a self-retaining retractor.
При необходимости установления контакта с пациентом проводится его временное пробуждение.If it is necessary to establish contact with the patient, a temporary awakening is performed.
По завершении картирования и других необходимых процедур электрод извлекается, рана послойно зашивается.Upon completion of mapping and other necessary procedures, the electrode is removed, the wound is sutured in layers.
Экстраоперационное картирование отличается от интраоперационного тем, что один или несколько электродов устанавливают в борозды головного мозга пациента и оставляют там на необходимый для исследования срок. Электроды при этом подключаются к внешнему или имплантируемому в череп или подкожно-жировую клетчатку блоку управления (нейростимулятору или нейрорегистратору). Электростимуляцию или регистрацию электрической активности исследуемых структур осуществляют вне операции после некоторого восстановительного периода. При этом местоположение электродов необходимо верифицировать с помощью методов нейровизуализации.Extraoperative mapping differs from intraoperative mapping in that one or more electrodes are inserted into the grooves of the patient’s brain and left there for the period necessary for the study. In this case, the electrodes are connected to an external or implantable into the skull or subcutaneous fat cellulose control unit (neurostimulator or neuroregister). Electrical stimulation or registration of electrical activity of the studied structures is carried out outside the operation after a recovery period. The location of the electrodes must be verified using neuroimaging methods.
Список использованной литературыList of references
1. Каталог электродов и принадлежностей. Инфомед-Нейро. - 2013. - 67 с.1. Catalog of electrodes and accessories. Infomed Neuro. - 2013 .-- 67 s.
2. Gonzalez-Martinez J., Mullin J., Vadera S., Bulacio J., Hughes G., Jones S., Enatsu R., Najm I. Stereotactic placement of depth electrodes in medically intractable epilepsy. J Neurosurg. 2014 Mar; 120(3):639-44.2. Gonzalez-Martinez J., Mullin J., Vadera S., Bulacio J., Hughes G., Jones S., Enatsu R., Najm I. Stereotactic placement of depth electrodes in medically intractable epilepsy. J Neurosurg. 2014 Mar; 120 (3): 639-44.
3. Intraoperative Monitoring Neurosurgical Accessories. GVB Gelimed. - 2016. - 32 p.3. Intraoperative Monitoring Neurosurgical Accessories. GVB Gelimed. - 2016. - 32 p.
4. Lesser R.P., Crone N.E., Webber W.R. Subdural electrodes. Clin Neurophysiol. 2010 Sep; 121(9): 1376-92.4. Lesser R.P., Crone N.E., Webber W.R. Subdural electrodes. Clin Neurophysiol. 2010 Sep; 121 (9): 1376-92.
5. Product Catalog. Ad-Tech. - 2014. - Vol. 7. - 33 p.5. Product Catalog. Ad Tech. - 2014 .-- Vol. 7. - 33 p.
6. Voorhies J.M., Cohen-Gadol A. Techniques for placement of grid and strip electrodes for intracranial epilepsy surgery monitoring: Pearls and pitfalls. Surg Neurol Int. 2013 Jul 26; 4:98.6. Voorhies J.M., Cohen-Gadol A. Techniques for placement of grid and strip electrodes for intracranial epilepsy surgery monitoring: Pearls and pitfalls. Surg Neurol Int. 2013 Jul 26; 4:98.
Claims (22)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115219A RU2697752C2 (en) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Electrode for functional mapping of hidden cortical formations (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115219A RU2697752C2 (en) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Electrode for functional mapping of hidden cortical formations (versions) |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018115219A RU2018115219A (en) | 2018-08-08 |
| RU2018115219A3 RU2018115219A3 (en) | 2019-03-06 |
| RU2697752C2 true RU2697752C2 (en) | 2019-08-19 |
Family
ID=63113015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018115219A RU2697752C2 (en) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Electrode for functional mapping of hidden cortical formations (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2697752C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002039873A2 (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Applied Spectral Imaging Ltd. | System and method for functional brain mapping and an oxygen saturation difference map algorithm for effecting same |
| RU2217046C2 (en) * | 2001-12-25 | 2003-11-27 | Шабанов Геннадий Анатольевич | Method for selecting functionally similar zones in anatomically complete receptive sensitivity fields |
| CN104955388A (en) * | 2012-11-13 | 2015-09-30 | 艾欧敏达有限公司 | Neurophysiological data analysis using spatiotemporal parcellation |
| WO2016134446A1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | Sunnybrook Research Institute | System and method for intraoperative characterization of brain function using input from a touch panel device |
-
2018
- 2018-04-24 RU RU2018115219A patent/RU2697752C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002039873A2 (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Applied Spectral Imaging Ltd. | System and method for functional brain mapping and an oxygen saturation difference map algorithm for effecting same |
| RU2217046C2 (en) * | 2001-12-25 | 2003-11-27 | Шабанов Геннадий Анатольевич | Method for selecting functionally similar zones in anatomically complete receptive sensitivity fields |
| CN104955388A (en) * | 2012-11-13 | 2015-09-30 | 艾欧敏达有限公司 | Neurophysiological data analysis using spatiotemporal parcellation |
| WO2016134446A1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | Sunnybrook Research Institute | System and method for intraoperative characterization of brain function using input from a touch panel device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018115219A3 (en) | 2019-03-06 |
| RU2018115219A (en) | 2018-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11766560B2 (en) | Device for interacting with neurological tissue and methods of making and using the same | |
| US9867978B1 (en) | Conformal electrode arrays for electrophysiologic recording and neural stimulation within the cerebral ventricles | |
| US9155486B2 (en) | Intracranial sensing and monitoring device with macro and micro electrodes | |
| US11672487B2 (en) | Pledget stimulation and recording electrode assemblies | |
| Quiñones-Hinojosa et al. | Intraoperative motor mapping of the cerebral peduncle during resection of a midbrain cavernous malformation: technical case report | |
| US20210213279A1 (en) | Conformal electrode arrays for electrophysiologic recording and neural stimulation within the cerebral ventricles and cerebral vasculature | |
| RU2697752C2 (en) | Electrode for functional mapping of hidden cortical formations (versions) | |
| Chen et al. | Chronic stability of a neuroprosthesis comprising multiple adjacent Utah arrays in monkeys | |
| RU2794934C1 (en) | Electrode for intraoperative mapping of functional brain networks | |
| Hitchcock et al. | Stereotactic recording from the spinal cord of man. | |
| US20220007985A1 (en) | Systems and methods for unitized devices placed at the bedside for temporary recording of intracranial eeg | |
| US20220015684A1 (en) | Electrophysiological subcortical system | |
| Journee et al. | Neuromonitoring during stereotactic pallidotomy: registration of motor performance and tremor | |
| BRPI0902872A2 (en) | bipolar or multipolar needle electrode | |
| WO2011145128A1 (en) | System for acquiring and monitoring bioelectric signals from brain |