Brain stimulation technology that administers electrical and magnetic stimulation to a brain has shown a significant level of possibility for treating a wide range of various neurological and psychiatric disorders. Depending on its nature, the technology is defined either as invasive or non-invasive, and deep brain stimulation (DBS) is one of the most well-known invasive brain stimulation technologies. Currently categorized as grade 4 medical device in accordance with Guideline On Medical Devices And Their Grades, a Notification of Ministry of Food and Drug Safety (MFDS), the DBS has been used as a stable treatment for several diseases. At the same time, the DBS technology has recently achieved substantial advancement, encouraging active discussions for its use from various perspectives. On the contrary, debates over legal regulation related to the use of DBS has relatively been smaller in numbers. In this context, this article aims to 1) introduce the DBS technology and its safety in setting out the tone; 2) touch upon major legal issues that would potentially rise from its use for four different purposes of treatment, clinical study, areas of non-standard treatment where no other methods are available, and enhancement; and finally 3) highlight disputes concerning common emerging issues observed in the aforementioned four purposes from the viewpoint of legal responsibility and liability of using the DBS, which are benefit-risk assessment, physicians' duty of information, patients' capacity to consent, control for device, and insurance coverage.
Idiopathic Parkinson disease(IPD) is an neurodegenerative disease caused by the loss of dopamine cells in the substantia nigra, a region of midbrain. Its major symptoms are muscular rigidity, bradykinesia, resting tremor, and postural instability. An estimated 70~90% of patients with IPD also have hypokinetic dysarthria. Subthalamic nucleus deep brain stimulation (STN-DBS) has been reported to be successful in relieving the core motor symptoms of IPD in the advanced stages of the disease. However, data on the effects of STN-DBS on speech performance are inconsistent. A medline literature search was done to retrieve articles published from 1987 to 2012. The results were narrowed down to focus on speech performance under STN-DBS based perceptual, acoustic, and/or aerodynamic analyses. Among the 32 publications which dealt with speech performance after STN-DBS indicated improvement(42%), deterioration(29%), mixed results(26%), or no change(3%). The most favorite method was found to be based upon acoustic analysis by using a vowel prolongation and Unified Parkinson's Disease Rating Scale(UPDRS). For the purpose of verifying the effect of the STN-DBS, speech evaluation should be undertaken on all speech components such as articulation, resonance, phonation, respiration, and prosody by using a contextual speech task.
Deep brain stimulation (DBS) is an effective surgical procedure for treating drug refractory movement disorders, and DBS involves delivering high frequency electrical stimulation to deep brain nuclei. Microelectrode recording (MER) is a complementary test that can precisely identify the location of deep brain nuclei, along with MRI correlation, during DBS surgery to improve the surgical outcome and minimize side effects. The purpose of this paper is to analyze the neuro-physiological waveforms and identify the usefulness of MER by analyzing the MER performed during DBS surgery for treating movement disorders. We retrospectively reviewed 28 patients who underwent MER during DBS surgery for movement disorders from January to December 2018. Of the 28 patients, 38 MERs for the subthalamic nucleus (STN), 10 MERs for the globuspallidusinternus (Gpi), and 4 MERs for the ventral intermediate thalamic nucleus (VIM) were performed. In all the cases, the target sites were found and micro-stimulations were used to check for side effects and to readjust the target sites. The clinical symptoms of all 28 patients improved after surgery. In conclusion, MER is a useful test that employs neuro-physiological waveforms to accurately identify the deep brain nuclei, along with MRI correlation, to improve the DBS surgical outcomes for movement disorders and to minimize side effects.
Ultrasound brain stimulation is spot-lighted by its capability of inducing brain cell activation in a localized deep brain region and ultimately treating impaired brain function while the efficiency and directivity of neural modulation are highly dependent on types of stimulus waveforms. Therefore, to optimize the types of stimulation parameters, we propose a cell-cultivable ultrasonic transducer having a series stack of a spin-coated polymer piezoelectric element (Poly-vinylidene fluoride-trifluorethylene, PVDF-TrFE) and a parylene insulating layer enhancing output acoustic pressure on a glass-coverslip which is commonly used in culturing cells. Due to the uniformity and high accuracy of stimulus waveform, tens of neuronal cell responses located on the transducer surface can be recorded simultaneously with fluorescence microscopy. By averaging the cell response traces from tens of cells, small changes to the low intensity ultrasound stimulations can be identified. In addition, the reduction of stimulus distortions made by standing wave generated from reflections between the transducers and other strong reflectors can be achieved by placing acoustic absorbers. Through the proposed ultrasound transducer, we could successfully observe the calcium responses induced by low-intensity ultrasound stimulation of 6 MHz, 0.2 MPa in astrocytes cultured on the transducer surface.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
/
v.29
no.9
/
pp.1035-1040
/
2012
Deep brain stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus (STN) has been found to be effective treatment of Parkinson's disease (PD). This study aims to evaluate the effect of DBS for rigidity during DBS surgery. Six Parkinsonian patients who received STN-DBS surgery participated in this study. The examiner imposed flexion and extension of a patient's wrist randomly. Resistance to passive movement was quantified by viscoelastic properties (two damping constants for each of flexion and extension phase and one spring constant throughout both phases). All Viscoelastic constants decreased by DBS (p<0.01). Specifically, reduction in damping constant during flexion ($B_f$) was greater than those of damping constant during extension ($B_e$) and of spring constant (p<0.05). $B_f$ would be appropriate for evaluation of effect of DBS for rigidity during DBS surgery.
The aim of this study is to evaluate the ability of target localizations of Leksell GammaPlan(LGP) in Gamma Knife Subthalamotomy(or Pallidotomy, Thalamotomy) of functional diseases. To evaluate the accuracy of LGP's location settings, the difference Δr of the target coordinates calculated by LGP (or LSP) and author's algorithm was reviewed for 10 patients who underwent Deep Brain Stimulation(DBS) surgery. Δr ranged from 0.0244663 mm to 0.107961 mm. The average of Δr was 0.054398 mm. Transformation matrix between stereotactic space and brain atlas space was calculated using PseudoInverse or Singular Value Decomposition of Mathematica to determine the positional relationship between two coordinate systems. Despite the precise frame positioning, the misalignment of yaw from -3.44739 degree to 1.82243 degree, pitch from -4.57212 degree to 0.692063 degree, and rolls from -6.38239 degree to 7.21426 degree appeared. In conclusion, a simple in-house algorithm was used to test the accuracy for location settings of LGP(or LSP) in Gamma Knife platform and the possibility for Gamma Knife Subthalamotomy. The functional diseases can be treated with Gamma Knife Radiosurgery with safety and efficacy. In the future, the proposed algorithm for target localizations' QA will be a great contributor to movement disorders' treatment of several Gamma Knife Centers.
Advances in brain science have made it possible to stimulate the brain to treat brain disorder or to connect directly between the neuron activity and an external devices. Non-invasive neurotechnologies already exist, but invasive neurotechnologies can provide more precise stimulation or measure brainwaves more precisely. Nowadays deep brain stimulation (DBS) is recognized as an accepted treatment for Parkinson's disease and essential tremor. In addition DBS has shown a certain positive effect in patients with Alzheimer's disease and depression. Brain-computer interfaces (BCI) are in the clinical stage but help patients in vegetative state can communicate or support rehabilitation for nerve-damaged people. The issue is that the people who need these invasive neurotechnologies are those whose capacity to consent is impaired or who are unable to communicate due to disease or nerve damage, while DBS and BCI operations are highly invasive and require informed consent of patients. Especially in areas where neurotechnology is still in clinical trials, the risks are greater and the benefits are uncertain, so more explanation should be provided to let patients make an informed decision. If the patient is under guardianship, the guardian is able to substitute for the patient's consent, if necessary with the authorization of court. If the patient is not under guardianship and the patient's capacity to consent is impaired or he is unable to express the consent, korean healthcare institution tend to rely on the patient's near relative guardian(de facto guardian) to give consent. But the concept of a de facto guardian is not provided by our civil law system. In the long run, it would be more appropriate to provide that a patient's spouse or next of kin may be authorized to give consent for the patient, if he or she is neither under guardianship nor appointed enduring power of attorney. If the patient was not properly informed of the risks involved in the neurosurgery, he or she may be entitled to compensation of intangible damages. If there is a causal relation between the malpractice and the side effects, the patient may also be able to recover damages for those side effects. In addition, both BCI and DBS involve the implantation of electrodes or microchips in the brain, which are controlled by an external devices. Since implantable medical devices are subject to product liability laws, the patient may be able to sue the manufacturer for damages if the defect caused the adverse effects. Recently, Korea's medical device regulation mandated liability insurance system for implantable medical devices to strengthen consumer protection.
Epilepsy has continued to provide challenges to epileptologists, as a significant proportion of patients continue to suffer from seizures despite medical and surgical treatments. Deep brain stimulation (DBS) has emerged as a new therapeutic modality that has the potential to improve quality of life and occasionally be curative for patients with medically refractory epilepsy who are not surgical candidates. Several groups have used DBS in drug-resistant epilepsy cases for which resective surgery cannot be applied. The promising subcortical brain structures are anterior and centromedian nucleus of the thalamus, subthalamic nucleus, and other nuclei to treat epilepsy in light of previous clinical and experimental data. Recently two randomized trials of neurostimulation for controlling refractory epilepsy employed the strategies to stimulate electrodes placed on both anterior thalamic nuclei or near seizure foci in response to electroencephalographically detected epileptiform activity. However, the more large-scale, long-term clinical trials which elucidates optimal stimulation parameters, ideal selection criteria for epilepsy DBS should be performed before long. In order to continue to advance the frontier of this field, it is imperative to have a good grasp of the current body of knowledge.
To evaluation of clinical usefulness for B1+RMS limits, we compared image quality of Routine, Specific absorption rate (SAR) and Root mean square (RMS) protocol. 5 volunteers underwent Magnetic Resonance Imaging (MRI) scan of the brain using three different protocols. We draw Region of interest ROI in cortex, white matter, gray matter, putamen and thalamus of axial plan. Signal to noise ratio (SNR) were evaluated in each area and Contrast to noise ration (CNR) were evaluated between white matter and gray matter. Qualitative evaluation was used to score each ROI. B1+RMS is confirmed its usefulness compared to conventional SAR standard on the aspect of improvement of image quality, reduction of scan time and easy adjusting parameter.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
/
v.30
no.5
/
pp.559-563
/
2013
This study aims to quantify the effects of medication (Med) and deep brain stimulation (DBS) on resting rigidity in patients with Parkinson's disease. We tested 10 limbs of five patients under each of four treatment conditions: 1) baseline, 2) DBS, 3) Med, 4) DBS + Med. Rigidity at the wrist joint was assessed using the Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS). The examiner randomly imposed flexion and extension movement on patient's wrist joint. Resistance to passive movement was quantified by viscoelastic properties. Not only rigidity score but also damping constant showed improvements in rigidity by DBS and Med treatments (p<0.05). This indicates that the viscosity can represent the change in rigidity due to DBS as well as Med, which was manifested by UPDRS score.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.