mély transzkraniális mágneses stimuláció: az indukált mezők jobb Tekercstervezése és értékelése MIDA modell alkalmazásával

absztrakt

a mély agyi struktúrák transzkraniális mágneses stimulációval (TMS) történő stimulálása az agy mély neuronjainak aktiválására szolgáló módszer, és hasznos lehet pszichiátriai és neurológiai rendellenességek kezelésében. A mélyebb agyi stimuláció lehetőségének (a hippokampuszba, a nucleus accumbensbe és a kisagyba jutó elektromos mezők) számszerű vizsgálatához a kettős kúpos tekercset és a Halo tekercset (HDA) használó kombinált TMS tekercseket modellezték és vizsgálták. Numerikus szimulációkat végeztünk a mida-val: egy új multimodális képalkotáson alapuló részletes anatómiai modell az emberi fejről és nyakról. Kiszámítottuk a mágneses fluxus sűrűség és az elektromos tér 3D eloszlását. Az egyes szövetek térfogatának százalékos arányát, amely elektromos tér amplitúdónak van kitéve, az e kéregben lévő maximális amplitúdójának legalább 50% – át kiszámítottuk az elektromos tér terjedésének számszerűsítésére (V50). Az eredmények azt mutatják, hogy csak a HDA tekercs képes elektromos mezőket terjeszteni a hippocampusba, a nucleus accumbensbe és a kisagyba, ahol a V50 0,04%, 1,21% és 6,2%.

1. Bevezetés

a transzkraniális mágneses stimuláció (TMS) egy nem invazív és fájdalommentes módszer az agy neuronjainak aktiválására, és magasabb agyi funkciók vizsgálatára, valamint neurológiai és pszichiátriai rendellenességek beavatkozására használható . Számos tekercset úgy terveztek, hogy különböző agyi régiókat stimuláljanak különböző kezelésekhez (depresszió és Parkinson-kór), de az agy mélyén lévő elektromos mező gyors csillapítása miatt a TMS a felszíni kérgi célpontokra korlátozódott, körülbelül 2-3 cm mélységben . A legújabb tanulmányok azonban azt mutatják , hogy a depressziók kezelése figyelembe veheti a 3-5 cm mélységű nem felületes agyterületeket, valamint a 6-8 cm mélységű mélyebb régiókat is .

hagyományos TMS használatával, kör alakú vagy nyolc alakú (Fo8) tekercsekkel a mély agy régiói nem érhetők el, mivel az elektromos mező gyorsan csökkent az ilyen típusú tekercsek szövetmélységének függvényében . Így sokkal nagyobb stimulációs amplitúdókra volt szükség a mélyebb neuronális régiók stimulálásához. Azonban az ilyen magas intenzitás a forrásoknál számos biztonsági problémát vethet fel, és helyi kényelmetlenséget okozhat a fejbőr idegeinek és izmainak közvetlen aktiválása miatt . A mély TMS-hez alkalmas tekercsmintákat , például a kettős kúpos tekercset , a Halo tekercset és a H-tekercset úgy fejlesztették ki, hogy megkerüljék ezeket a korlátozásokat. A kettős kúpos tekercs mélyebb terepi behatolást biztosít, és az elülső cinguláris kéreg transzszinaptikus aktivációval történő megcélzására használták . A Halo tekercset úgy tervezték, hogy növelje a mágneses mezőt az agy mélységében, ha a meglévő Fo8-mal és a TMS-hez általában használt kör alakú tekercsekkel együtt használják . A tekercs kialakítása két TMS tekercs kombinációja lesz, amelyeket leginkább az elektromos mező mély behatolásának növelésére használnak: a kettős kúpos tekercs és a Halo tekercs. Az agy aktiválódási helyei ahhoz a területhez kapcsolódnak, ahol az indukált elektromos mező maximális. Ezek a helyek viszont a tekercsek elhelyezkedésétől és geometriájától, valamint a szimulációs vizsgálatok fejmodelljétől függenek . Jelentősége és a TMS tekercsek egyre növekvő klinikai alkalmazása ellenére az indukált elektromos tér térbeli eloszlásának ismerete még nem teljes körűen vizsgált . Különböző munkák vizsgálták az indukált elektromos mező térbeli eloszlását kísérleti adatokkal vagy numerikus szimulációkon alapuló módszerekkel egyszerűsített fejmodellekkel, például gömbökkel (azaz ) vagy nagyon kevés szövetű emberi fejmodellekkel (azaz ). Mostanában, Deng et al. közzétett egy átfogó tanulmányt, amely gömb alakú emberi fej modellt használ a különböző TMS tekercsek elektromos térfókuszának és behatolási mélységének számszerűsítésére. Figyelembe véve azonban az emberi agy geometriája és a gömb alakú forma közötti nyilvánvaló és jelentős különbséget, az indukált elektromos mező eloszlása eltérő lesz a két modellben. Jól ismert, hogy az agy szerkezete, a felbontás és a szövetek száma befolyásolhatja az elektromos mező eloszlását és a maximális elektromos mezőt az agyban, ami a stimulációs helyek téves azonosításához vezethet (azaz megmutatta, hogy az elektromos mező különbsége nagyobb lehet, mint 100 V/m a fiatal és felnőtt emberi fejmodellek között). A reális fejgeometriában és mivel a fej felülete nem egyenletes és változó görbületű, a kapott elektromos mező eloszlása sokkal érzékenyebb lesz a tekercs tájolására és helyzetére . Guadagnin et al. nemrégiben közzétett egy kiterjedt tanulmányt, amely egy reális emberi modell (Ella V1.3 a virtuális populációból, amely az egész testben 76 különböző szövetből áll) indukált e eloszlásának jellemzését nyújtja a különböző tekercskonfigurációk miatt. Nemrégiben egy új multimodális anatómiai modell az emberi nyak és a fej által kifejlesztett Iacono et al. . Az új nagyfelbontású modell (500 6m-ig) a fej és a nyak 153 struktúráját tartalmazza, és a mély agyszövetek részletes jellemzését biztosítja atlasz alapú szegmentálással, ami a mida modellt a legkorszerűbb anatómiai modellek legfejlettebb képalapú modelljévé teszi.

ennek a munkának a célja numerikus modellek használata a kombinált mély TMS tekercs tervezéséhez és vizsgálatához Kettős kúpos és Halo tekercsek felhasználásával. Az agyi modell hatásának vizsgálata az indukált elektromos mezőre a mida modell alkalmazásával végeztük. A tanulmány újdonsága a következő: (i)Modellezzen egy kombinált mély TMS tekercset, amely Halo és kettős kúpos tekercsekből áll, hogy elérje a mély agyi struktúrákat (hippocampus, a nucleus accumbens és a kisagy), és jellemezze az agy indukált elektromos mezőjét a kombinált tekercs által.(ii)az indukált elektromos mezők jellemzése MIDA segítségével: a legrészletesebb korszerű képalapú anatómiai modellek között, beleértve a szimulációk validálását kísérleti eredményekkel.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Szimulációs Platform

a TMS tekercseket és az emberi fej modellt a sim4life kereskedelmi szoftvercsomaggal modellezték . Ez egy szimulációs platform, amely ötvözi a kiszámítható emberi fantomokat a fizikai megoldókkal és a szövetmodellekkel. Sim4Life egy modern és felhasználóbarát és tartalmaz state-of-the-art források lehetővé teszik a gyors és egyszerű élményt beállításakor modell geometriák. A mágneses fluxus sűrűségét és az emberi fej elektromos mezőit a Sim4Life magneto quasistatic solver segítségével elemezték, lehetővé téve a kvazisztatikus EM rendszerek hatékony modellezését a végeselemes módszer alkalmazásával Osztályozott voxelhálókon. A numerikus szimulációk a Sim4Life-ben megvalósított EM alacsony frekvenciájú elméleten alapulnak. Egy elektromos mező E és egy mágneses mező B, feltételezve, hogy egy vektor potenciális A és egy skaláris elektromos potenciál, a skaláris potenciál egyenlet utal, hogy a komplex permittivity meghatározott, az elektromos vezetőképesség, az elektromos permittivity, és a szögfrekvenciát. Jellemző hosszúság és permeabilitási érték esetén a kvazisztatikus közelítési feltétel biztosítja, hogy az ohmos áram csak elhanyagolhatóan zavarja a B-mezőt, és az A vektorpotenciál egyenértékű a magneto-statikus vektorpotenciállal . A statikus vektorpotenciál ezután kiszámítható a Biot-Savart törvény (amikor állandó az egész számítási tartományban). Mivel a legtöbb biológiai anyag dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek alacsony frekvencián engedelmeskednek, az (1) egyszerűsíthető a (2) egyenletre a magneto kvazisztatikus megoldóban. Minden peremfeltételt elhanyagolunk nulla Neumann peremfeltételek, azaz eltűnő normál fluxus. Ez a modell a valós értékű megoldót használja. Az elektromos mezőt csak a veszteséges () tartományban számítják ki, míg a H-mezőt mindenhol kiszámítják. Ezért az alapértelmezett rács csak a veszteséges tartományt fedi le.

2.2. Numerikus tekercs modellek

az új mély TMS tekercseket nemrégiben kombinált tekercsek felhasználásával tervezték. Például Lu és Ueno egy FO8 és Halo tekercsekből álló kombinált tekercset terveztek, hogy elérjék a mély agyi struktúrákat. Mivel a kettős kúpos tekercset inkább a mély TMS esetében veszik figyelembe, a tekercs kialakítása a Halo tekercs kombinációja a kettős kúpos tekerccsel, hogy az elektromos mező mélyebben behatoljon az agyszerkezetekbe. Az 1.ábra a felnőtt ember (MIDA) fejmodellt mutatja be Halo tekercs (1. ábra(a)), kettős kúpos tekercs (1. ábra(b)), kombinált Halo és Fo8 tekercsek (HFA) (1. ábra(c)) és HDA tekercs (1. ábra(d)). Annak érdekében, hogy összehasonlítsuk a kombinált tekercs teljesítményét a korábban közzétett TMS tekercsekkel, modelleztük a kettős kúpos tekercset két szomszédos, 120 mm-es 10 fordulatú, 15 mm-es, illetve 40 mm-es Belső és külső átmérőjű, 15 mm-es, illetve 138 mm-es kör alakú tekerccsel . Az Fo8 tekercs 10 mm-rel a fej bőrfelülete felett helyezkedik el, figyelembe véve a tekercs szigetelési vastagságát, a Halo tekercs pedig 97 mm-rel a fejcsúcs alatt . A szimulációkat 2,5 kHz frekvenciájú impulzusáramok felhasználásával hajtottuk végre, a kereskedelmi TMS rendszerek által használt kétfázisú impulzusfrekvencia alapján. Feltételeztük, hogy egy 100% – os stimulátor teljesítménye megfelel az 5 kA elektromos áramnak a tekercsekben . Az Fo8 szomszédos két szárnyában és a kettős kúpos tekercsekben áramló áram ellentétes irányban van. A különböző agyszövetekben (szürkeállomány, fehérállomány, thalamus, hypothalamus, hippocampus, amygdala, nucleus accumbens és cerebellum) az elektromos mező amplitúdójának kitett egyes szövetek térfogatának százalékos arányát számították ki, amely az egyes tekercsekben az elektromos mező maximális amplitúdójának felével egyenlő vagy nagyobb (V50 ). Az amplitúdó-Eloszlás maximuma a 99 .percentilisnek felel meg a lehetséges számítási pontatlanságok figyelembevételére szolgáló maximális érték helyett.

(a)

(b)

(c)

(d)

a)
b)
c)
d)

1. ábra

a mágneses tekercsek és a mida fejmodell áttekintése. a) Halo tekercs. b) Kettős kúpos tekercs. c) HFA tekercs. d) HDA tekercs.

2.3. Anatómiai modell és szöveti dielektromos tulajdonságok

a mida emberi fej modellt használtuk a tekercsek mágneses tér és az agyszövet közötti kölcsönhatásának vizsgálatára (2.ábra).

(a)

(b)

(c)

(d)

(ban ben)

(f)

(hu)

(Ó)

(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)

2. ábra

MIDA fejmodell: a fej és a nyak néhány reprezentatív szerkezetének modellje. a) bőr. (b) izmok, az izmok a koponya szerkezetével vannak ábrázolva. C, d) Hajók, az edényeket a GM nélkül és azzal együtt is fel kell tüntetni. e) GM. f) WM. g) kisagy és agytörzs. h) kamrák, hippokampusz, hipotalamusz és amygdala .

a MIDA az emberi nyak és fej legfejlettebb multimodális képalkotáson alapuló anatómiai modelljei közé tartozik. Az anatómiai modell egyedülálló, nagy felbontású 153 struktúrával rendelkezik, beleértve számos különálló mély agyi struktúrát, koponya rétegeket és csontokat, idegeket , valamint vénákat és artériákat, ami nagyon fontos a tanulmányunkban, hogy megkülönböztessük a különböző mély agyi struktúrákat és az indukált elektromos mezőket ezekben az agyszövetekben. A szövetek dielektromos paramétereit Gabriel et al. .

2.4. Érvényesítés: Szimuláció versus kísérletek

a szimulációs szoftver validálásához összehasonlítottuk a TMS megvalósításában általánosan használt kereskedelmi tekercs mágneses mezőinek numerikus szimulációit a mérésekkel . A kettős 70 mm-es Magstim 2 .generációt távirányítóval tekintettük. Ez a tekercs 9 tekercsből áll (belső és külső átmérője 32 mm, illetve 48 mm). Figyelembe vettük a tekercsek közötti 1 mm-es elválasztást, hogy figyelembe vegyük a légrést és a szigetelést. A 3.ábra a szimulált és mért mágneses tér (kA/m) tengelyirányú komponensét mutatja 20 mm távolságban, a TMS tekercs hossza mentén. A számítások jó egyezést mutatnak a mért mezővel. 0,12% -10,75% relatív eltérést kaptunk. Nagyobb eltéréseket figyelünk meg a középpontban és a széleken, amelyek a TMS tekercsek modellezésének kisebb egyszerűsítései miatt következnek be.

3. ábra

a szimulált és mért mágneses tér (kA/m) axiális komponense 20 mm távolságban, a TMS tekercs hossza mentén (Magstim 2.generációs Dupla 70 mm-es távirányító).

3. Eredmények és megbeszélések

3.1. B-mező Eloszlás

a 4.ábra a halo (a), A kettős kúp (b), a HFA (c) és a HDA (d) tekercsek mida fejmodelljének szürkeállomány (GM) felületén lévő mágneses fluxus sűrűséget mutatja 10 mm-es egyenlő elválasztással és a két tekercsre alkalmazott egyenlő árammal. Megfigyelték, hogy a maximális mágneses fluxus a tekercsek közelében következett be, és a tekercsektől való távolsággal gyorsan lebomlott az összes konfigurációban. Az agyban a b-mező magasabb értékei voltak jelen a jobb oldalon, amikor a HDA és a HFA tekercset alkalmazták(4(c) és 4 (d) ábra). A kettős kúp (4.ábra(b)) és a HDA (4. ábra(d)) konfigurációk összehasonlítása azt mutatja, hogy a Halo tekercs hozzáadása a bal agyfélteke B-mező csökkenését eredményezte a jobb agyfélteke javára. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a Halo tekercset a kettős kúpos vagy Fo8 tekercsekkel kombinálva a fej egyik oldala (jobb oldala) a két tekercs pozitív áramának van kitéve, a másik oldalon (bal oldalon) pedig a tekercsek pozitív és negatív áramának. Ez a hatás a HFA és a HDA tekercs működésekor a jobb agyfélteke fokozott térbehatolását eredményezi. Ez az aszimmetrikus hatás a bal agyfélteke javára is kiváltható, ha megfordítjuk az áram irányát a kettős kúpban vagy az Fo8 tekercsekben.

(a)

(b)

(c)

(d)

a)
b)
c)
d)

4. ábra

mágneses fluxus sűrűség (abszolút érték T-ben) a mida modell szürkeállományában számítva különböző tekercsekre. a) Halo tekercs. b) Kettős kúpos tekercs. c) HFA tekercs. d) HDA tekercs.

3.2. Elektromos Téreloszlás

az 5. ábra az elektromos tér térbeli eloszlását mutatja az agy szürkeállományán és fehérállományán minden egyes TMS tekercs esetében. A Halo tekercs esetében az elektromos mező elsősorban a GM (5.ábra(a)) és a WM (5. ábra(b)) perifériáján jött létre, mivel ez a régió közel van a Halo tekercshez. A GM 5. (a) ábrája valamivel magasabb e-amplitúdókat mutat, mint a WM 5. (b) ábrája, ami azt eredményezheti, hogy az elektromos mező nagyobb amplitúdóinak kitett szövet nagyobb térfogatú. Az elektromos mező magasabb értékei koncentráltabbak voltak a GM-ben és a WM-ben a kettős kúpos tekercsnél, mint a Halo tekercsnél (5(c) és 5(d) ábra), ami az elektromos mezők alacsony behatolási mélységét eredményezheti, és ezáltal a mély agyszövetek kisebb expozícióját elegendő E-amplitúdónak. A HFA tekercs használata során az indukált elektromos mezők megnövekedtek a GM és a WM felületeken, főleg a jobb féltekén(5(e) és 5 (f) ábra). A számokat a következő szakasz 1. táblázata tartalmazza. Az ilyen típusú tekercsek eredményei megegyeznek az Lu és az Ueno által az impedancia módszerrel közzétett eredményekkel . A HDA tekercs alkalmazásával(5(g) és 5 (h) ábra) az elektromos tér eloszlása megnőtt a jobb féltekén, és csökkent a bal oldalon a HFA tekercshez képest, ami arra utal, hogy a behatolási mélység tovább javítható az agyszövetek jobb féltekéjén, amelyet az 1.táblázat is mutat (következő szakasz). Az elektromos mező tovább növekedett a GW és a WM jobb perifériáján a HFA és HDA tekercsek esetében a Halo tekercs konfigurációjához képest, ami további behatolási mélységet eredményezhet a jobb félteke mély struktúráiban. Az elektromos mező a GW és a WM bal perifériáján csökkent a Halo tekercs konfigurációjához képest, ami alacsonyabb behatolási mélységet eredményezhet a bal agyfélteke mély struktúráiban. Amint azt a B-mező eloszlásánál megfigyeltük, az elektromos mező nem szimmetrikus a HFA és HDA tekercseknél a mágneses fluxus aszimmetrikus eloszlása miatt.

(a)

(b)

(c)

(d)

(ban ben)

(f)

(hu)

(Ó)

(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)

5. ábra

elektromos mező (abszolút érték V/m-ben) Eloszlás a GM-ben (bal oldali oszlop) és a WM-ben (jobb oldali oszlop) a különböző tekercseknél. (A, b) Halo tekercs. (c, d) kettős kúpos tekercs. (e, f) HFA tekercs. (g, h) HDA tekercs.

a 6. ábra az elektromos tér eloszlását mutatja keresztmetszeten a kombinált HDA tekercs segítségével. A koronális szakasz(6. ábra (b)) A jobb agyféltekében nagyobb elektromos mezőt mutat, mint a bal agyféltekében az aszimmetrikus HDA tekercs esetében, ami az elektromos és a fluxus sűrűség eloszlásából várható az agyban. Magasabb elektromos mezők is jelen vannak az agy néhány mély struktúrájában(a 6 (b) ábra közepén). A következő szakasz kvantitatívabb értékelést nyújt a mély agyi struktúrákba terjedő elektromos térről.

(a)

(b)

a)
b)

6. ábra

elektromos téreloszlás (abszolút érték V / m – ben) a mida modell keresztmetszetében a HDA tekercs segítségével. Sagittális nézet x=20 cm-nél. B) koronális nézet y=20 cm-nél.

3.3. Elektromos mező terjedése mély agyi struktúrákba

az elektromos tér terjedésének és behatolásának számszerűsítéséhez az 1. táblázat mutatja az egyes szövetek térfogatának százalékos arányát, ahol az elektromos tér amplitúdója nagyobb, mint az e csúcs fele a kéregben minden tekercsnél (V50). Annak a ténynek köszönhetően, hogy az agyszövetek jobb és bal agyféltekéjében különböző téreloszlások fordulnak elő, az egyes agyszövetek térfogatának százalékos arányát az agy mindkét oldalára kiszámították a HFA és a HDA tekercsek esetében (a kettős kúp és a Halo tekercsek szimmetrikus tekercsek). A HFA_R és a HDA_R az egyes agyszövetek térfogatának százalékos arányát jelenti a jobb oldalon a HFA és a HDA tekercsek segítségével. A HFA_L és a HDA_L az egyes agyszövetek térfogatának százalékos arányát jelenti a bal oldalon a HFA és a HDA tekercsek segítségével. Az eredmények azt mutatják, hogy a V50 a jobb agyféltekében nagyobb, mint a bal agyféltekében az aszimmetrikus tekercsek esetében, amit az agy elektromos és fluxus sűrűségeloszlásából vártunk (4.és 5. ábra). Ez a hatás jobban észrevehető az olyan mélyebb struktúráknál, mint a hippocampus és a nucleus accumbens, ahol a V50 0,04% és 1,21% a hippocampus és a nucleus accumbens jobb oldalán, míg ez a százalék nulla a bal oldalon (a HDA tekercs esetében). A HDA és a HFA tekercsek összehasonlítása azt mutatja, hogy a mély struktúrák jobb oldalának (hippocampus, nucleus accumbens és cerebellum) nagyobb százaléka érhető el a HDA-val, mint a HFA-val (V50 egyenlő 6,2% és 3,24% a kisagy jobb oldalán a HDA és a HFA tekercsek használatakor. A Hippocampus és a nucleus accumbens csak akkor érhető el, ha a HDA tekercset használja, amelynek V50 értéke 0,04% és 1,21% a hippocampus és a nucleus accumbens esetében). Ez az előnye a HDA tekercs (V50 HDA_L: 21,77%, 20,18%, 1.94% a GM, a WM és a cerebellum esetében) a HFA tekercs felett (a HFA_L V50: 21,54%, 20,44% és 1,85% a GM, a WM és a cerebellum esetében) kevésbé fontos az agyszövet bal oldalán. A Halo tekercs az agy mélyebb struktúráit célozza meg (a V50 egyenlő 2,12% – kal a kisagynál a Halo tekerccsel), még kombinált tekercs használata nélkül is, és az elektromos mező nagy amplitúdóját terjeszti (a Halo V50: 23,96%, 22,13% és 2,12% a GM, WM és cerebellum esetében), nagyobb, mint a HDA és a HFA tekercsek az agyszövet bal oldalán. Dupla kúpos (V50 DC: 26,69% és 24.27%, a GM és a WM esetében) és a Halo tekercsek nagyobb téreloszlást biztosítanak a WM és a GM bal oldalán, mint a HDA és a HFA tekercsek a mágneses fluxus aszimmetrikus eloszlása miatt. A Thalamus, a hypothalamus és az amygdala minden tekercskonfigurációban 0% V50-et tartalmaz. A szürke és fehér Anyag minden V50>0 tekercsben elérhető. Ismét a legmagasabb értékeket a HFA és a HDA tekercsek esetében kaptuk.

a mély TMS céljára a jó tekercset nagy behatolási mélységgel és nagy fókuszálással (azaz alacsony V50) kell jellemezni. Az 1. táblázatból láthatjuk, hogy a kettős kúpos tekercs jobb fókuszt biztosít a szürke és a fehér anyagban, mint a jobb féltekén lévő HDA tekercsek (V50 egyenlő 26,7 és 33,8 DC és HDA esetén), de a kisebb behatolási mélység kárára. Valójában a DC tekercs nem képes elérni a mélyebb struktúrát, mint a hippocampus és a nucleus accumbens, ahol a HDA tekercs V50 0,04% és 1,21% a hippocampus és a nucleus accumbens jobb oldalán. Ez a mélység-fókusz kompromisszum a legtöbb TMS tekercsben rejlik. A nagyobb behatolási mélységgel jellemezhető tekercsek (HDA és HFA) ugyanakkor nagy mező amplitúdót indukálhatnak a kéreg nagyon széles területén (1.táblázat). Másrészt a fókuszosabb elektromos mező amplitúdó eloszlású tekercsek (DC és Halo) nem képesek elérni a mély agyi struktúrákat (1.táblázat). A javasolt tekercsek egyike sem képes legyőzni ezt a kompromisszumot, amint azt az előző munka is javasolja, mivel a mélyebb agyi struktúrák elérése szélesebb elektromos mezőt jelent a kortikális felületen.

4. Következtetés

egy halo-tekerccsel kombinált kettős kúpos tekercset számszerűen vizsgáltak és jellemeztek mély agyi stimuláció céljából anatómiailag reális heterogén fejmodellek alkalmazásával. A B-mező és az elektromos mező 3D eloszlását Halo, double-cone, HFA és HDA tekercsekre kaptuk. Az elektromos mezők terjedését kiszámították és összehasonlították a különböző agyszövetekre, beleértve a mély agyszöveteket (thalamus, hypothalamus, amygdala, hippocampus, nucleus accumbens és cerebellum) Halo, kettős kúp, HDA és HFA tekercsek segítségével, és kimutatták, hogy a HDA tekercs által létrehozott aszimmetrikus mágneses mező Eloszlás javította az elektromos mező terjedését a mély agyi struktúrákban (hippocampus, nucleus accumbens és cerebellum), és ezáltal lehetővé tette az agy nagyobb mélységben történő stimulálását. A numerikus modell jelenlegi változatának korlátai közé tartozik a szöveti anizotrópia megfelelő beépítésének hiánya, különösen a fehérállományban, ami növelné a modell pontosságát és befolyásolhatja az elektromos mező eloszlását . A tekercsek helyzetének érzékenységét a jövőben is el kell végezni az indukált mezők hatásának jellemzésére.

adatok rendelkezésre állása

a tanulmány megállapításainak alátámasztására használt adatok kérésre rendelkezésre állnak a megfelelő szerzőtől.

összeférhetetlenség

a szerzők kijelentik, hogy nincs összeférhetetlenségük.

Köszönetnyilvánítás

a kutatást a cost Action BM1309 (COST EMF-MED) és az FWO G003415n projekt támogatta. E. Tanghe a Kutatási Alapítvány-Flanders (FWO-V) posztdoktori munkatársa.