基于Ansoft Maxwell经颅磁刺激线圈参数化设计

线圈优化设计是经颅磁刺激应用的关键技术。为了设计不同规格的线圈,本文基于有限元分析软件Ansoft Maxwell开发了经颅磁刺激线圈的优化设计与仿真系统。利用本文所开发的软件可以计算不同参数的线圈的电感值,以及在刺激强度达到运动阈值时该线圈所消耗的能量、所需要的激励源电压以及激励源电路的电容值大小等。本文所提出的参数化设计可以提高设计人员的开发效率且能够保证线圈质量,并且可以为线圈的设计与优化以及激励源的电路设计提供理论支持。

磁刺激线圈放置方向对运动诱发电位稳定性的影响

目的观察不同磁刺激线圈放置方式对运动诱发电位(MEP)波幅及最短潜伏期稳定性的影响。方法选取湖北十堰市太和医院健康志愿者18例作为研究对象,使用经颅磁刺激(TMS)治疗仪及肌电图仪进行检测。首先以左侧第一骨间背侧肌(FDI)皮质运动点为刺激靶点,分别调整“8”字型线圈放置方向[包括线圈手柄向后与Cz-外耳门连线垂直(PA)、手柄向前与Cz-外耳门连线垂直(AP)、手柄朝下与Cz-外耳门连线平行(LM)]及刺激强度,并确定各方向的静息运动阈值(rMT)基强度;随后分别按照PA、AP及LM方向放置TMS线圈,每20秒刺激1次,120%基强度,连续记录10 min MEP数据,最后对所测MEP数据进行组内重复测量信度分析。结果以PA、AP方式放置线圈时所测MEP波幅明显高于以LM方式放置线圈时所测MEP波幅(P<0.05);不同线圈放置方式对MEP潜伏期均无显著影响(P>0.05);但以PA、LM方式放置线圈时所测MEP波幅[ICC=0.747,95%可信区间(0.296~0.942)]及最短潜伏期[ICC=0.757,95%可信区间(0.325~0.945)]的组内重测信度优于以AP方式放置线圈时所测数据。结论国产“8”字型磁刺激线圈放置方式对MEP波幅及潜伏期稳定性具有影响作用,建议根据实验目的选择适合的磁刺激线圈放置方式。

脑磁刺激空间感应电场分布的数学模型与计算机仿真

本研究建立了脑神经磁刺激研究中较常用的八字线圈感应电场分布的半无界空间数学模型 ,应用数值积分和图形旋转与消隐技术建立了计算机仿真方法 ,据此分析了八字线圈感应电场空间分布的特性 ,为设计具有更好空间定位性和矢量选择性的脑神经磁刺激线圈提供了有效的仿真手段和研究方法。

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。

高频经颅磁治疗仪制冷系统的设计

为了有效控制在治疗过程中经颅磁刺激仪的磁刺激线圈温度的缺点,本文尝试另一种思路,利用帕尔贴效应设计了一种具有自动冷却功能的刺激部。该刺激部温度可控、性能稳定、能持续工作,可以有效解决磁刺激仪在治疗过程中,因磁刺激线圈的温度高于38℃时,人体的皮肤将感到不适,以及线圈温度过高等导致仪器自动停机保护而终止治疗的问题。该冷却装置的制冷方式不需要任何制冷剂,既能长时间、不间断的工作,又能提高患者治疗的舒适感,消除医疗风险,提高患者的治疗依从性,更好地为患者服务。

经颅磁刺激与磁共振成像联合使用时力与温度场仿真研究

当前经颅磁刺激(TMS)已广泛应用于治疗抑郁症、帕金森病等神经系统疾病。为了能实时监测TMS期间大脑的内部活动从而达到更好的治疗效果,研究人员提出了与磁共振成像(MRI)神经成像方法结合使用,两种技术皆以特斯拉级别为单位的磁场达到工作效果,然而强电流、大磁场与小尺寸的结合势必会带来机械和热的不稳定性。本文根据实际情况搭建了MRI静磁场、线圈和人体头部模型,通过有限元仿真软件COMSOL中磁场与传热模块的耦合,得到了TMS-MRI联合使用时磁刺激线圈和头部力与温度的仿真结果。结果表明:在3 T的MRI环境中,线圈上最大力密度可达2.51×10^(9) N/m^(3),外部磁场方向和线圈中电流方向都会影响力分布,且越靠近外部磁场边界受力越大。TMS治疗过程中线圈产生的磁场使大脑组织温度升高约0.16℃,MRI静磁场的存在不会对其造成额外的热效应。本文结果可为制定TMS-MRI技术的使用准则与安全指南提供参考。