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

  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. Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları

    Başlık çevirisi yok

    ATBİMOĞLU ADALET

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1985

    Ege Üniversitesi

    Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı

    Yükleniyor...

  2. Dislokasyon-dislokasyon etkileşimi

    Başlık çevirisi yok

    YILDIRIM AYDOĞDU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1987

    İnönü Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    Yükleniyor...

  3. 1985-1986 yıllarında Polatlı Devlet Hastanesine kaza nedeniyle başvuranların incelenmesi

    Başlık çevirisi yok

    FERHAN ŞENOL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1986

    Gazi Üniversitesi

    Kazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    Yükleniyor...

  4. Kalıp hazırlama teknikleri dersinde ders araçlarının öğrenci başarısına etkisi

    Başlık çevirisi yok

    FATMA BAYRAKTAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1986

    Gazi Üniversitesi

    Giyim Endüstrisi ve Giyim Sanatları Ana Bilim Dalı

    Yükleniyor...