背景:來自慢性植入式腦深部刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)電極的電生理記錄能夠極大促進對運動障礙和精神疾病的疾病機制及治療機制的理解。Medtronic Percept 系統可對 DBS 靶區的局部場電位(local field potentials, LFP)進行長期記錄。然而,這些系統缺乏內置的同步選項,無法將 LFP 記錄與其他記錄模態以及計算機化任務中的事件進行對齊。
目的:我們提出並評估了一種基於低幅值經皮電刺激(Transcutaneous Electrical Stimulation, TES)的同步方法,用於將 DBS 電極記錄的 LFP 信號與腦電圖(EEG)記錄進行精確對齊。
方法:該基於 TES 的同步方法在 11 名植入 Medtronic Percept 系統以治療帕金森病的受試者中進行了實施和測試。
結果:所提出的方法在 Medtronic Percept 的所有記錄模式下均表現出高可靠性、精確對齊能力和良好的可用性。值得注意的是,該方法可支援在自適應 DBS 期間以及刺激關閉時進行記錄。在該記錄模式下,可同時從所有記錄觸點對取得 LFP 信號,並具有較高的信噪比。我們提供了詳細的裝置配置方案,並共享了用於信號對齊的 Python 和 Matlab 腳本,以便於該方法的應用。
結論:通過實現來自所有 DBS 觸點的可靠且精確對齊的 LFP 記錄,我們的方法為研究神經動力學並優化多種神經系統疾病中的治療干預提供了一種穩健的工具。
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