Geri Dön

Y-şekilli yüksek temaslı elektrotlar ile derin beyin stimülasyonunda verimliliğin artırılması: Ssayısal tabanlı bir simülasyon çalışması

Increasing efficiency in deep brain stimulation with Y-shaped high contacts electrode: A numerically based simulation study

PDF İndir

  1. Tez No: 978553
  2. Yazar: SİBA KAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SEZEN CANIM ATEŞ, DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL ÖZER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Biyofizik, Bioengineering, Biophysics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Derin Beyin Stimülasyonu (DBS), çeşitli nörolojik bozuklukları tedavi etmek için kullanılan bir nöroşirürjik prosedürdür. Mevcut tedavide kullanılan bazı elektrotların, daha az temas sayısı nedeniyle hedeflenen dokuda elektrik alanının daha dikey bir şekilde dağıtılamaması ve kesit nedeniyle daha fazla dokuya zarar verme gibi farklı yan etkileri vardı. Bu tez, daha az kesite ve daha fazla temas noktasına sahip yeni bir elektrot geometrisi oluşturmayı amaçlamaktadır. DBS gibi nöromodülasyon uygulamalarında, elektriksel stimülasyonun beyin dokusunda nasıl yayıldığını anlamak hem etkinlik hem de güvenlik açısından kritik öneme sahiptir. Özellikle elektrot geometrisinin, temas noktalarının şekli ve sayısının elektrik alanının yayılımı üzerindeki etkilerini değerlendirmek için, analitik çözümler yetersiz kalmakta ve bu durumda sayısal modelleme yöntemleri, özellikle Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) tercih edilmektedir. 36 kontak ve 1.056 mm2 kesit alanı yeni Y-şekilli elektrot Tinkercad tarafından oluşturulmuştur. Elektrot, sonlu eleman modelleme programına aktarıldı ve simüle edildi. Elektriksel potansiyel dağılımı Laplace denklemi ile hesaplanıp, elektrodun temas noktalarında akım yoğunluğu, ısı dağılımı sonlu elman modelleme programından elde edildi ve tartışıldı. Y-şekilli elektrot, tüm geometrilerde, kullanımda mevcut olan elektroda göre çevredeki dokuyu daha az ısıttığı, daha yüksek enerji yoğunluğu olan elektrik alanı ilettiği gözlemlenmiştir. Y- şekilli olarak tasarlanan elektrot, yalnızca (1.056 mm2)'lik kesit alanına sahip olması sayesinde çevre beyin dokularında minimum düzeyde fiziksel hasara yol açmaktadır. Elektrot üzerinde yer alan 36 adet temas noktası, daha yüksek enerji yoğunluklu bir elektrik alanın iletimine olanak sağlamaktadır. Temas yüzeylerinin (1.8 mm × 0.4 mm) boyutlarında ve dikdörtgen formda yerleştirilmiş olması, elektrik alanın yönlü (dikey) ve daha odaklanmış bir biçimde dağılmasını mümkün kılmaktadır. Test edilen tüm geometrilerde kullanımda mevcut elektrotlara kıyasla daha verimli enerji iletimi sağlaması, İmplante Edilmiş Pulse Üreteçleri (Implanted Pulse Generators, IPG) açısından enerji tasarrufu potansiyeli sunmaktadır.

Özet (Çeviri)

Deep Brain Stimulation (DBS) is a neurosurgical procesure used to treat various neurological disorders. Some electrodes used in current treatment have different side effects such as inability to distribute the electric field more vertically in the targeted tissue due to the fewer contacts number and damging more tissue due to cross-section area. This thesis aims to build a new electrode geometry with less cross-section and more contacts points. In neuromodulation treatments like DBS, it's essential to understand how electrical stimulation spreads through the brain. This is important not only for making sure the treatment works effectively, but also for ensuring it's safe. Analytical solutions, are insufficient to evaluate the effects of electrode geometry, shape and number of contact points on the distribution of the electric field, therefor; numerical modeling methods, especially the Finite Element Method (FEM), are preferred. Y-shaped electrode with 36 contacts and 1.056 mm2 cross-sectional area was created by Tinkercad. The electrode was imported to the finite element modeling program and simulated. The electrical potential distribution was calculated by the Laplace equation and the current density at the electrode contact points was obtained from the finite element modeling program and discussed. Y-shaped electrode heats the surrounding tissue less than the current electrode and transmits an electric field with a higher energy density compared to the current electrode in all geometries. The Y-shaped electrode, designed with a cross-sectional area of only (1.056 mm2), minimizes physical damage to the surrounding brain tissue. The electrode includes 36 contact points, which enable the transmission of an electric field with higher energy density. The rectangular configuration of these contact surfaces, each measuring (1.8 mm × 0.4 mm), allows the electric field to propagate in a more directional (specifically vertical) and focused manner. The fact that this design demonstrated more efficient energy delivery across all tested geometries compared to the currently used electrode suggests that it may offer a significant advantage in terms of energy savings for Implanted Pulse Generators.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    142597

    Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi

    Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque

    EVREN YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE

  2. Tez No

    780209

    Numerical investigation of Y-shaped and CSC micromixers

    Y-şekilli ve CSC mikrokarıştırıcıların sayısal incelenmesi

    UMUT EGE SAMANCIOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL ÇETKİN

  3. Tez No

    47200

    Direct costing of iron-aluminum intermetalics

    Demir-alüminyum intermetaliklerinin doğrudan dökümü

    Y.MURAT ÖZBAYRAMOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1995

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. AMDULLA O. MEKHRABOV

    Y.DOÇ.DR. VEDAT AKDENİZ

  4. Tez No

    171088

    Kurşun esaslı yeni ferroelektrik malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu

    Production of lead-based new ferroelectric materials and their characterization

    AYGÜL ALKAN GÜLTEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Mühendislik BilimleriGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. HÜSEYİN YILMAZ

  5. Tez No

    129508

    240Pu izotopundaki oktupol korelasyonların ve 178Hf izotopundaki yüksek-K seviyelerinin araştırılması

    To Search for octupole correlations in 240Pu isotope and high-K states in 178Hf isotope

    LİDYA AMON

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAKİ AKKUŞ

Geri Dön