脑深部刺激电极的周期性回转穿刺策略

郑凯雯; 徐松松; 高婷婷; 高厚儒; 李岩

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.240807

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2025, Vol. 38 ›› Issue (3) : 331 -338. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.240807

脑深部刺激电极的周期性回转穿刺策略

郑凯雯, 徐松松, 高婷婷, 高厚儒, 李岩

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摘要

针对脑深部刺激手术中降低电极穿刺力的需求，本研究提出了周期性回转穿刺策略。基于能量守恒原理，分别对大脑皮质刺破前和刺破后的电极稳定穿刺阶段建立了能量方程，根据该阶段脑组织压缩的应变能趋于稳定的特性，建立了电极的回转穿刺力学模型。通过计算回转与无回转穿刺的穿刺力比值，证明了电极周期性回转穿刺策略对降低脑组织穿刺力的有效性。同时，本研究以周期性回转速度为变量，以刺破前穿刺力做功、大脑皮层表面凹陷深度以及穿刺力为指标，进行了电极对脑组织的周期性回转穿刺的单因素单次试验。结果表明：电极的周期性回转穿刺引入了旋转切割做功，从而降低了穿刺力做功，在较低的回转速度与穿刺速度的比值下，周期性回转穿刺能有效降低穿刺力。