经颅磁刺激电场分析研究进展

经颅磁刺激是一种利用通电线圈在脑部的诱发电场来调节皮质兴奋性的技术,广泛应用于神经病学、康复学等领域。经颅磁刺激诱发电场分析与安全性、刺激效果密切相关,在优化刺激方案、线圈设计方面具有重要意义,成为相关领域的研究重点。首先介绍经颅磁刺激3种常见的临床副作用,然后阐述经颅磁刺激现有研究中的常规电场分析方法,包括解析法和数值分析法及其应用场景,并讨论与电场分析密切相关的生物模型建模方法。此外,由于磁刺激线圈与组织中电场分布的密切相关性,介绍常规的刺激线圈结构类型,并结合磁刺激线圈的7种典型设计,分析基于有限元分析的球模型下的电场分布特征。最后,展望经颅磁刺激电场分析研究未来的发展趋势。

经颅磁刺激铁芯线圈的优化设计研究

目的研究铁芯的位置与大小对经颅磁刺激线圈特性的影响,并设计经颅磁刺激铁芯线圈。方法在8字形线圈和双锥形线圈结构中引入不同位置、尺寸的铁芯,利用COMSOL软件进行有限元仿真,分析最大诱发电场、刺激深度、聚焦性变化规律,并通过品质因子对线圈的综合性能进行评估。结果基于8字形线圈的优化中,铁芯两脚靠近线圈相近两边,填充因子为0.1的slinky铁芯线圈获得了最优综合性能,而铁芯两脚靠近线圈相近两边,填充因子为0.4倾斜绕制的双锥形线圈作为深度刺激线圈性能最优。结论提出的基于铁芯优化的经颅磁刺激线圈优化设计方法及针对8字形及双锥形线圈的最优化铁芯线圈结构,获得了包括诱发电场强度、刺激深度、聚集性、热损耗的最优综合性能。