用于描述深脑刺激所产生的激励源与电势的三维空间波动潜力模型
神经元与认知
2016-08-18 v1 机器学习
摘要
深脑刺激(DBS)是帕金森病的一种外科治疗方法。基于准静态近似的静态模型是DBS建模的常用方法。虽然这种简化已对生物电源得到验证，但其应用于含有更多高频功率的快速刺激脉冲可能并不合适，因为DBS治疗效果取决于刺激参数如频率和脉冲宽度，这些参数与电场的时间变化有关。我们提出一种基于概率模型和微分方程的替代混合方法，使用高斯过程和波动方程。我们的模型避免了准静态近似，而且能够描述DBS的动态行为。因此，所提出的模型可用于获得更真实的现象描述。该模型还能求解反问题，即在给定电势分布时恢复相应的激励源。使用时变源产生的电势用所提模型进行了预测。对于静态源，模拟了不同电极配置产生的电势。通过求解反问题恢复了四种不同的激励源。我们将所得结果与使用有限元法(FEM)求解泊松方程得到的电势进行比较。我们的方法能够考虑源及所产生场的时间变化。此外，反问题可用所提模型处理。用所提模型计算的电势接近于通过FEM求解泊松方程得到的电势。
引用
@article{arxiv.1608.04972,
title = {A Three Spatial Dimension Wave Latent Force Model for Describing Excitation Sources and Electric Potentials Produced by Deep Brain Stimulation},
author = {Pablo A. Alvarado and Mauricio A. Álvarez and Álvaro A. Orozco},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.04972},
year = {2016}
}