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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.17.2017.tde-04012017-170612
Document
Author
Full name
Caio César Marconato Simões Matias
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2016
Supervisor
Committee
Carlotti Junior, Carlos Gilberto (President)
Lima, Paulo Thadeu Brainer de Queiroz
Cukiert, Arthur
Garcia Filho, Osvaldo Vilela
Machado, André Guelman Gomes
Title in Portuguese
Efeitos adversos produzidos pela estimulação cerebral profunda aguda do núcleo subtalâmico e suas correlações com características neuroanatômicas, localização do eletrodo e parâmetros de estimulação
Keywords in Portuguese
Doença de Parkinson
Efeitos adversos
Estimulação cerebral profunda
Localização do eletrodo
Núcleo subtalâmico
Parâmetros de estimulação
Abstract in Portuguese
A estimulação cerebral profunda do núcleo subtalâmico (NST) é um tratamento bem estabelecido para os sintomas refratários à medicação em paciente com doença de Parkinson avançada. Além do procedimento de implante, a programação dos eletrodos é uma etapa fundamental para atingir os resultados desejados. A primeira etapa da programação é estabelecer os limiares para efeitos adversos. Contudo, a correlação entre a localização do eletrodo e o limiar para efeitos adversos associados à estimulacao das estruturas adjacentes ainda não é bem estabelecida. Características neuroanatômicas e a localização dos eletrodos foram identificadas utilizando-se um programa de planejamento de cirurgia estereotáxica, enquanto os parâmetros de estimulação e os efeitos adversos foram obtidos dos prontuários médicos. As correlações entre estas variáveis foram testadas através de análises univariadas e análises multivariadas. Estimulação monopolar produziu efeitos adversos capsulares (EA-C) em 208 dos 316 contatos (65,8%) e efeitos adversos não-capsulares (EA-NC) em 223 dos 316 contatos (70,6%). A ocorrência de EA-C esteve associada com o número do contato (p = 0,009) e com a coordenada "Z" (p = 0,03), enquanto o limiar de voltagem para EA-C esteve correlacionado com o ângulo da cápsula interna (p = 0,035). A ocorrência de EA-NC esteve associada com o número do contato (p = 0,005), "X" (p = 0,03), "Y" (p = 0,004) e com a distância para o núcleo rubro (p = 0,001 e p = 0,003). Houve correlação entre o limiar de voltagem para EA-NC e o ângulo da cápsula interna (p = 0,006), o ângulo coronal do eletrodo (p = 0,02), "X" (p = 0,001), "Y" (p < 0,001), "Z" (p < 0,001) e com as distâncias para a cápsula interna (p = 0,02) e para o núcleo rubro (p = 0,004 e p < 0,001). EA-C estiveram associados com os contatos mais distais do eletrodo e com localização mais profunda, bem como com maior angulação da cápsula interna. EA-NC estiveram associados com os contatos mais distais do eletrodo, localizados mais medial, posterior e inferiormente e mais próximos do núcleo rubro. Ademais, houve associação entre EA-NC e eletrodos implantados com maior ângulo coronal, bem como com maior angulação da cápsula interna. Estes achados poderão ser úteis no desenvolvimento de novas estratégias para o planejamento do implante de eletrodos de estimulação cerebral profunda.
Title in English
Side effects produced by acute deep brain stimulation of the subthalamic nucleus and their correlations with neuroanatomic characteristics, electrode location and stimulation parameters
Keywords in English
Deep brain stimulation
Electrode location
Parkinson's disease
Side effects
Stimulation parameters
Subthalamic nucleus
Abstract in English
Deep brain stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus (STN) is a well-established treatment for medically refractory motor symptoms of patients with advanced Parkinson's disease. Programming of the device is as relevant to patient outcome as accurate implantation of the electrodes. The first step of DBS programming is to identify the thresholds to side effects. However, the relationship between lead location and the threshold to adverse effects is not fully understood. Anatomical measurements and electrode location were evaluated on a stereotactic surgical planning software, whereas stimulation parameters and side effects were obtained from medical records. Correlations among these variables were tested using univariate and multivariable analyses. Monopolar stimulation elicited capsular side effects (CSEs) in 208 of 316 contacts (65.8%) and noncapsular side effects (NCSEs) in 223 of 316 contacts (70.6%). The occurrence of CSEs was correlated with contact number (p = 0,009) and with the "Z" coordinate (p = 0,03), whereas voltage threshold to CSEs exhibited correlation with the internal capsule angle (p = 0,035). The occurrence of NCSEs was correlated with contact number (p = 0,005), "X" (p = 0,03), "Y" (p = 0,004), and the distance to the red nucleus (p = 0,001 and p = 0,003). There was correlation between voltage threshold to NCSEs and the internal capsule angle (p = 0,006), electrode's coronal angle (p = 0,02), "X" (p = 0,001), "Y" (p < 0,001), "Z" (p < 0,001), and the distances to the internal capsule (p = 0,02) and to the red nucleus (p = 0,004 and p < 0,001). CSEs were associated with more distally contacts, with deeper localization, as well as with greater internal capsule angles. NCSEs were associated with more distally contacts, with localization more medial, posterior and inferior, and closer to the red nucleus. Moreover, there was a correlation between NCSEs and electrodes implanted with greater coronal angles, as well as with greater internal capsule angles. These findings can be useful to inform novel targeting strategies for deep brain stimulation lead implantation.
 
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Publishing Date
2017-04-05
 
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