Optical Coherence Domain Reflectometry in Brain Probes

脑探针中的光学相干域反射测量

基本信息

  • 批准号:
    6823286
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2003-09-30 至 2005-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The goal of this project is to develop optical coherence domain reflectometry (OCDR) for accurate image guided placement of treatment probes in deep-brain structures. Refined guidance would greatly enhance the effectiveness and safety of deep-brain stimulation (DBS) with implanted electrodes. DBS is an FDA-approved treatment for Parkinson's disease and essential tremor that provides long-term relief of symptoms when medications are inadequate. It is also a promising therapy for intractable dystonia, epilepsy, and obsessive-compulsive disorder. Although effective, DBS is not currently a first-line treatment because of difficulties with precise placement, as well as risks of causing hemorrhagic stroke and other complications. Moreover, lengthy intraoperative electrical recordings and stimulus-response observations are currently required to position the probe. An embedded OCDR sensor may provide information on brain structures several millimeters ahead of the probe tip, enabling more precise, rapid, and safe placement. These improvements would allow DBS to benefit more patients. OCDR-guided deep-brain probes could also provide precise delivery of therapeutic vehicles in gene therapy, neurotransplantation, neuro-ablation, and pharmacologic treatments. The investigators include an original developer of OCDR and optical coherence tomography (OCT) in biomedical applications and an expert practitioner and developer of the DBS technique. The combined expertise of this team will take several promising approaches to using OCDR to identify brain tissue types (cortex, tracts, nuclei, and blood vessels) through a miniature probe. The following Specific Aims are proposed: Aim 1: Develop a combined OCDR/microelectrode brain probe. Aim 2: Distinguish brain tissue types using a dual-wavelength OCDR system that measures tissue reflectivity, attenuation, hydration, and birefringence. Aim 3: Detect blood vessels by Doppler shift and broadening of OCDR spectrum. Aim 4: Develop analysis & display software to identify tissues and guide probe advance. The OCDR brain probe technology will be validated in the laboratory and tested in a rat model. The practical knowledge gained in this pilot project will be used to develop a clinical OCDR-guided deep-brain probe for human DBS studies. Successful completion of this project would greatly benefit patients with many neurologic and psychiatric disorders.
描述(由申请人提供): 该项目的目标是开发光学相干域反射计(OCDR),以在图像引导下在深部脑结构中精确放置治疗探针。精细化指导将大大提高植入电极深部脑刺激(DBS)的有效性和安全性。 DBS 是 FDA 批准的一种治疗帕金森病和特发性震颤的疗法,当药物不足时,可以长期缓解症状。它也是治疗顽固性肌张力障碍、癫痫和强迫症的一种有前景的疗法。尽管有效,但 DBS 目前并不是一线治疗方法,因为难以精确放置,并且存在导致出血性中风和其他并发症的风险。此外,目前需要长时间的术中电记录和刺激反应观察来定位探头。嵌入式 OCDR 传感器可以提供探针前端几毫米处的大脑结构信息,从而实现更精确、快速和安全的放置。这些改进将使 DBS 惠及更多患者。 OCDR 引导的深部脑探针还可以在基因治疗、神经移植、神经消融和药物治疗中提供治疗载体的精确递送。研究人员包括生物医学应用中 OCDR 和光学相干断层扫描 (OCT) 的原始开发人员以及 DBS 技术的专家从业者和开发人员。该团队综合专业知识,将采用几种有前景的方法,通过微型探针使用 OCDR 来识别脑组织类型(皮层、脑束、细胞核和血管)。提出以下具体目标: 目标 1:开发组合 OCDR/微电极脑探针。目标 2:使用双波长 OCDR 系统区分脑组织类型,该系统可测量组织反射率、衰减、水合和双折射。目标 3:通过多普勒频移和 OCDR 频谱展宽来检测血管。目标 4:开发分析和显示软件来识别组织并引导探针前进。 OCDR 大脑探针技术将在实验室进行验证并在大鼠模型中进行测试。在该试点项目中获得的实践知识将用于开发用于人类 DBS 研究的临床 OCDR 引导的深部脑探针。该项目的成功完成将使患有许多神经和精神疾病的患者受益匪浅。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optical coherence tomography: a new method to assess aneurysm healing.
光学相干断层扫描:评估动脉瘤愈合的新方法。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Thorell, William E;Chow, Michael M;Prayson, Richard A;Shure, Mark A;Jeon, Sung W;Huang, David;Zeynalov, Emil;Woo, Henry H;Rasmussen, Peter A;Rollins, Andrew M;Masaryk, Thomas J
  • 通讯作者:
    Masaryk, Thomas J
Comparison of optical coherence tomography and ultrasound biomicroscopy for detection of narrow anterior chamber angles.
光学相干断层扫描和超声生物显微镜检测狭窄前房角的比较。
  • DOI:
    10.1001/archopht.123.8.1053
  • 发表时间:
    2005-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Radhakrishnan;J. Goldsmith;David Huang;V. Westphal;D. Dueker;A. Rollins;J. Izatt;Scott D. Smith
  • 通讯作者:
    Scott D. Smith
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  • 影响因子:
    0
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    F. Sammartino;Rachel Marsh;Ali R Rezai;V. Krishna
  • 通讯作者:
    V. Krishna

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