1 / 38

DBS تحریک عمقی مغز و درمان پارکينسون

DBS تحریک عمقی مغز و درمان پارکينسون. فاطمه چگینی 92133003. سمینار درس کنترل سیستمهای عصبی عضلانی استاد درس : دکتر توحید خواه. فهرست مطالب. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون. تحریک عمقی مغز ( DBS ). مدل حیوانی بیماری پارکینسون. استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان.

yachi
Download Presentation

DBS تحریک عمقی مغز و درمان پارکينسون

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. DBSتحریک عمقی مغز و درمان پارکينسون فاطمه چگینی 92133003 سمینار درس کنترل سیستمهای عصبی عضلانی استاد درس : دکتر توحید خواه

  2. فهرست مطالب کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی

  3. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون

  4. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • بیماری پارکینسون • هسته‌های قاعده‌ای • درمان‌های رایج مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 5

  5. بیماری پارکینسون کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • بیماری پارکینسون دومین اختلال عصبی شایع در جهان است. • مشکلات مطرح در بیماری پارکینسون • عدم توانایی در تشخیص زودهنگام • تا شدید نشدن علائم بیماری پزشک قادر به تشخیص نیست • تحت عنوان فلج لرزان شناخته می‌شود • در سنین بعد از 60 سالگی از هر 100 نفر یک نفر به این بیماری مبتلا است. • بعد از آلزایمر، شایع ترین بیماری مخرب اعصاب به حساب می آید. • در این بیماری سلول های ترشح کننده ی دوپامین در جسم سیاه از بین می روند. مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 6 6

  6. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون بیماریپارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • علائم بیماریحرکتی • کندی در انجام حرکات (Bradykinesia) • لرزش استراحت (Rest Tremor) • سفتی عضلات (Rigitidy) • ناپایداری تعادلی • کشیدن پاها روی زمین موقع راه رفتن • فریز شدن موقع حرکت مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی • علائم بیماری غیر حرکتی • اختلالات بویایی • یبوست • اختلالات شناختی • افسردگی • اختلالات خواب و خلق و خوی 7 7

  7. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون هسته‌های قاعده‌ای تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 8 8 8

  8. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون درمان‌هایرایج تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون از آنجا که این بیماری مرتبط با دستگاه عصبی است، درمان مشخص و قطعی ندارد. استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی • جراحی • تالاموس و گلبوس پالیدوس • تحریک عمقی مغز • درمان دارویی • لودوپا • آگونیست‌های دوپامین • آنتی کولینرژیک • مهار کننده‌هایMAO-B • فیزیوتراپی 9

  9. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی تحریک عمقی مغز (DBS) 10 10

  10. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) بیز تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • اجزا اصلی دستگاه (DBS) • انواع تحریک های عمقی مغز • عوارض جانبی (DBS) مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 11 11

  11. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) بیز تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • يك وسيله ي DBS با قابليت ايمپلنت شدن داراي 3 بخش اصلي است: • الكترود • توليد كننده ي پالس • متعلقات مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 12 12

  12. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) بیز تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 13 13

  13. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون انواع تحریک های عمقی مغز (DBS) بیز تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • تحریکتالاموسVIMنقطه­ای بحرانی برای تمامی لرزش­هاست، تحریک الکتریکی VIMقادر به متوقف کردن کامللرزش در بدن است،برای تمامی لرزش‌ها از جمله لرزش ذاتی،MSو...موثر است. • تحریک هسته­ی زیرتالاموسی هسته­ی زیر تالاموسی هدف اصلی برای تحریک عمقی مغز ، علاوه بر کاهش لرزش باعث بهبود کندی و سفتی حرکت می‌شود. • تحریک گلبوس پالیدوس تحریک گلبوس پالیدوس اثر مشابهی با هسته‌ی زیرتالاموسی دارد. اما هسته‌ی زیرتالاموسی بیش­تر به عنوان هدف تحریک انتخاب می­شود. مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 14 14

  14. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون عوارض جانبی (DBS) بیز تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • بعد از کاشت الکترود نیاز به برنامه ریزی مولد تحریک است، ممکن است برای بیمار ناراحت کننده و خسته کننده باشد. • در فرآیند برنامه ریزی، بیمار ممکن است موقتا احساس سوزن سوزن یا برق گرفتگی کند و یا دچار انقباض شود. • مشکلاتی از جمله اختلالات تعادلی، سرگیجه و احساس اضطراب مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 15 15

  15. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی مدلحیوانی بیماریپارکینسون 16 16

  16. مدلحیوانی بیماریپارکینسون کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • القای بیماری پارکینسون در موش • مزایای مدل موش6-OHDA • گروه­های تحت بررسی • ایجاد ضایعه­ی یک طرفه به وسیله­ی 6-hydroxydopamine • تزریق سیتماتیک MPTP برای ایجاد علائم دائمی بیماری پارکینسون • تزریق سیستماتیک روتنون برای توسعه این بیماری مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی • یک گروه بدون درمان( بیمار) • یک گروه با استفاده از DBS تحت درمان قرار گرفتند(تیمار) 17 17

  17. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان 18 18

  18. استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • ثبت مسیر حرکت موش در آزمون سیلندر • ویژگی­های زمانی • ویژگی­های فرکانسی • ویژگی­های آشوبی • آزمون T-Test • نتایج طبقه­بندی کننده­ها مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 19 19

  19. ثبت مسیر حرکت موش در آزمون سیلندر کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی تصویر­فیلم­برداری شده و ردیابی تگ مسیر حرکت نمونه­ها مسیر حرکت نمونه پس از عبور از فیلتر پایین گذر 20 20

  20. ویژگی­های زمانی کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • واریانس مشتق سیگنال مکان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی • میانگین و واریانس سیگنال فاز 21 21

  21. ویژگی­های فرکانسی کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • چگالی طیف توان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی • میانگین طیف توان چگالی طیف توان سیگنال حرکتی. طیف قرمز مربوط به نمونه­ها گروه بیمار و طیف آبیمربوط به نمونه­ای گروه تیمار می­باشد میانگین طیف توان در کل بازه فرکانسی 22 22

  22. ویژگی­های آشوبی کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • تعیین حداقل بعد فاز • تعیین ماکزیمم تاخیر مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی فضای فاز برای سیگنال حرکت موش بیمار منتخب در جهت x (راست)، فضای فاز برای سیگنال حرکت موش تیمار منتخب در جهت x (چپ) 23 23

  23. آزمون T-Test کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • به منظور بررسی وجود تفاوت معنا­دار ویژگی­های استخراج شده مابین دو گروه بیمار و سالم از آزمون T-Test استفاده گردید. • مقدار P که معیاری از تفاوت بین دو گروه است مورد پژوهش قرار گرفت. • با بررسی نتایج آزمون T-TEST بهترین ویژگی­هایی که بیشترین تمایز را ایجاد می­کردند انتخاب شد. مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 24 24

  24. استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان جداسازی گروه بیمار از گروه تیمار ابزار ریاضیبردار­های ویژگی طبقه­بندی کنندها برای انتخاب طبقه­بندی کننده­ی مناسب نیاز است تا خطای طبقه­بندی را بدست آید و در صورت قابل قبول بودن این خطا، طبقه­بندی کننده مناسب شناخته می­شود. • K-Nearest Neighborhood • Quadratic Classifier • Neural network مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 25 25

  25. کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 26 26

  26. مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • هدف از مدلسازی وفرضیات • ساختار شبکه­ها­ی عصبی(مدل جعبه­ی خاکستری) • مدل شبکه‌ی عصبی مبتنی بر فرضیه­ی دوپامین • مدل شبکه‌ی عصبی مبتنی بر فرضیه­ی آکسون فعال • مدل شبکه عصبی با خط تأخیر • آموزش شبکه­­های مصنوعی • نتایج حاصل از مدل • اعتبار سنجی مدل مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 27 27

  27. هدف ازمدلسازی و فرضیات کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان اهمیت بررسی رفتارهای حرکتی موش­ها فرضیات مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی • تلفیق نتایج حاصل از بررسی رفتار با نتایج ناشی از تحلیل­های بافت­شناسیدید بسیار روشن­تری از ابعاد بیماری • مدلسازی این رفتار­ها و تغییرات آنهاآشکار شدن ابعاد پنهان بیماری، روش­های درمانی بیشتر • دینامیک مناسب • خروجی مدل سیگنال مسیر حرکت موش • مدل ارائه شده جعبه­ی خاکستریساختار مدل مشابه با ساختار عصبیBG • مبهم بودن ورودی عقده­های قاعده­ای و ماهیت ارادهنویز تصادفی به عنوان ورودی • اختلال ایجاد شده صرفاً در سطح مغز و عقده­های قاعده­ای است 28 28

  28. ساختار شبکه­ها­ی عصبی • (مدل جعبه­ی خاکستری) کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی 29 29

  29. مدل شبکه‌ی عصبی مبتنی بر فرضیه­ی دوپامین کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی ساختار شبکه­ی عصبی مصنوعی مبتنی بر فرضیه­ی دوپامین 30 30

  30. مدل شبکه‌ی عصبی مبتنی بر فرضیه­ی آکسون فعال کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی ساختار شبکه­ی عصبی مصنوعی برفرضیه­ی آکسون فعال 31 31

  31. مدل شبکه عصبی با خط تأخیر کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی ساختار شبکه­ی عصبی مصنوعی با خط تأخیر 32 32

  32. آموزش شبکه­­های مصنوعی کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان آموزش شبکه­­های مصنوعی مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی • مدل شبکه‌ی عصبی مبتنی بر فرضیه­ی دوپامین • مدل شبکه‌ی عصبی مبتنی بر فرضیه­ی آکسون فعال • مدل شبکه عصبی با خط تأخیر 33 33

  33. نتایج حاصل از مدل کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان • مقایسه بین خروجی مدل و داده­ی واقعی مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی مقایسه­ی خروجی منتخب مدل 1 و 2 با داده­های واقعی منتخب حالت بیمار و حالت تیمار 34 34

  34. اعتبار سنجی مدل کلیات و فیزیولوژی بیماری پارکینسون تحریک عمقی مغز (DBS) مدلحیوانی بیماریپارکینسون استخراج ویژگی­های رفتاری و طبقه­بندی دادگان مدلسازی رفتار حرکتی مدل موش بیمار پارکینسونی • سیگنال ورودی را تغییر می دهد. • خروجی مدل ناشی از این ورودی را بدست می­آورد. • بردار­های ویژگی این سیگنال­های تولید شده را محاسبه می­کند. • بردار­های ویژگی ­جدید را به طبقه­بندی کننده­های که با داده­های واقعی تعلیم یافته­اند اعمال می کند. • نتایج طبقه­بندی برای اعتبار سنجی مدل استفاده می کند. 35 35

  35. جمع بندی و خلاصه: • ایجاد مدل حیوانی بیماری پارکینسون • کاشت الکترود داخل مغز موش و تحریک هسته‌های زیر تالاموس • بررسی مقایسه رفتار موش‌های بیمار و تحت درمان و بررسی آثار درمانی تحریکات عمقی مغز • استخراج شاخص‌هایی به منظور تفکیک موش‌های بیمار و تیمار از یکدیگر • مدلسازی رفتار حرکتی موش‌های بیمار و تیمار

  36. مرجع ایروانی بهزاد.پایان نامه کارشناسی ارشد ." استخراج ویژگی و مدلسازی رفتاري نمونه­ی موش 6-OHDA بعد از اعمال تحریک الکتریکی عمقی مغز "بهمن ماه 1391 Drew S. Kern, MS,*† and Rajeev Kumar, MD, FRCPC‡” Deep Brain Stimulation” The Neurologist • Volume 13, Number 5, September 2007 1 2

  37. با تشکر از توجه شما

More Related