Dyp Transkraniell Magnetisk Stimulering: Forbedret Spoledesign Og Vurdering Av De Induserte Feltene Ved HJELP AV MIDA-Modellen

Abstrakt

Stimulering av dype hjernestrukturer ved transkraniell magnetisk stimulering (tms) er en metode for å aktivere dype nevroner i hjernen og kan være gunstig for behandling av psykiatriske og nevrologiske lidelser. For å numerisk undersøke muligheten for dypere hjernestimulering (elektriske felt som når hippocampus, nucleus accumbens og cerebellum) ble kombinert TMS-spoler ved hjelp av dobbeltkeglespolen med Halospolen (HDA) modellert og undersøkt. Numeriske simuleringer ble utført VED HJELP AV MIDA: EN ny multimodal imaging-basert detaljert anatomisk modell av menneskets hode og nakke. 3d-fordelingene av magnetisk flukstetthet og elektrisk felt ble beregnet. Prosentandelen av volumet av hvert vev som er utsatt for elektrisk feltamplitude lik eller større enn 50% av maksimal amplitude Av E i cortex for hver spole ble beregnet for å kvantifisere det elektriske feltspredningen (V50). Resultatene viser at bare HDA-spolen kan spre elektriske felt til hippocampus, nucleus accumbens og cerebellum med V50 lik henholdsvis 0,04%, 1,21% og 6,2%.

1. Introduksjon

Transcranial magnetisk stimulering (Tms) er en ikke-invasiv og smertefri metode for aktivering av nevroner i hjernen og kan brukes som en sonde av høyere hjernefunksjoner og en intervensjon for nevrologiske og psykiatriske lidelser . Flere spoler ble designet for å stimulere forskjellige hjernegrupper for ulike behandlinger (depresjon og Parkinsons sykdom), men på grunn av det elektriske feltets raske demping dypt i hjernen, HAR TMS vært begrenset til overfladiske kortikale mål, rundt 2-3 cm i dybden . Nylige studier viser imidlertid at behandling for depressioner også kan vurdere ikke-overfylte hjerneområder på 3-5 cm dybde, samt dypere områder på 6-8 cm dybde .

ved bruk av tradisjonelle TMS, med sirkulære eller åtte (Fo8) spoler, kan områder med dyp hjerne ikke nås, da det elektriske feltet gikk raskt ned som en funksjon av vevsdybde for denne typen spoler . Dermed var det behov for mye høyere stimuleringsamplituder for å stimulere dypere nevronale regioner. Imidlertid kan slike høye intensiteter ved kildene øke mange sikkerhetsproblemer og kan forårsake lokal ubehag på grunn av direkte aktivering av nerver og muskler i hodebunnen . Coil design egnet for dype TMS, slik som dobbel-kjegle coil, Halo coil, Og H-coil ble utviklet for å omgå disse begrensningene. Dobbeltkjeglespolen gir dypere feltpenetrasjon og har blitt brukt til å målrette den fremre cingulære cortex med transsynaptisk aktivering . Halo-spolen er designet for å øke magnetfeltet i dybden i hjernen når den brukes sammen med eksisterende Fo8 og sirkulære spoler som vanligvis brukes TIL TMS . Spoledesignet vil være en kombinasjon AV to tms-spoler som mest brukes til å øke dyp penetrasjon av det elektriske feltet: dobbeltkjeglespolen og Halospolen. Aktiveringssteder i hjernen er relatert til området der det induserte elektriske feltet er maksimalt. Disse plasseringene avhenger i sin tur av spolenes plassering og geometri, samt hodemodellen for simuleringsstudier . Til tross for dens betydning og den økende kliniske bruken AV tms-spolene, er kunnskapen om den romlige fordeling av det induserte elektriske feltet ennå ikke grundig undersøkt . Ulike arbeider undersøkte den induserte elektriske felt romlige fordelingen ved hjelp av eksperimentelle data eller numeriske simuleringsbaserte metoder med forenklede hodemodeller som sfærer (dvs.) eller menneskelige hodemodeller med svært få vev (dvs.). Nylig, Deng et al. publisert en omfattende studie ved hjelp av sfærisk menneskelig hodemodell for å kvantifisere det elektriske feltfokaliteten og dybden av penetrasjon av ulike TMS-spoler. Men med tanke på den åpenbare og signifikante forskjellen mellom den menneskelige hjernegeometri og sfærisk form, vil den induserte elektriske feltfordelingen være forskjellig i de to modellene. Det er godt forstått at strukturen i hjernen, oppløsningen og antall vev kan påvirke fordelingen av det elektriske feltet og det maksimale elektriske feltet i hjernen, noe som kan resultere i feilaktig identifisering av stimuleringssteder (dvs.viste at forskjellen i elektrisk felt kan være større enn 100 V/m mellom unge og voksne menneskelige hodemodeller). I den realistiske hodegeometrien og siden hodeflaten er ujevn og med en variabel krumning, vil den resulterende elektriske feltfordelingen være mye mer følsom for spolens orientering og posisjon . Guadagnin et al. nylig publisert en omfattende studie som gir en karakterisering av de induserte e-fordelingene I hjernen av en realistisk menneskelig modell (Ella V1. 3 fra Den Virtuelle populasjonen som inneholder består av 76 forskjellige vev i hele kroppen) på grunn av ulike spolekonfigurasjoner. Nylig ble en ny multimodal anatomisk modell av den menneskelige nakke og hode utviklet av Iacono et al. . Den nye høyoppløselige modellen (opp til 500 µ) inneholder 153 strukturer i hodet og nakken og gir detaljert karakterisering av de dype hjernevevene med en atlas-basert segmentering, noe SOM gjør MIDA-modellen blant de mest avanserte bildebaserte modellene for anatomiske modeller i toppmoderne.

målet med dette arbeidet er å bruke numeriske modeller for å designe og undersøke en kombinert dyp tms-spoledesign ved hjelp av dobbeltkjegle – og Halospoler. Undersøkelse av hjernemodelleffekten på det induserte elektriske feltet ble utført VED HJELP AV MIDA-modellen. Nyheten av dette papiret er som følger: (i)Modell en kombinert dyp tms-spole bestående av Halo-og dobbeltkjeglespoler for å nå dype hjernestrukturer (hippocampus, nucleus accumbens og cerebellum) og karakterisering av det induserte elektriske feltet i hjernen ved den kombinerte spolen.(ii)Karakterisering av de induserte elektriske feltene VED BRUK AV MIDA: blant de mest detaljerte, toppmoderne bildebaserte anatomiske modellene, inkludert validering av simuleringene med eksperimentelle resultater.

2. Materialer og Metoder

2.1. Simuleringsplattform

tms-spoler og human head-modell ble modellert Med en kommersiell programvarepakke Sim4Life . Dette er en simulering plattform, som kombinerer computable menneskelige fantomer med fysikk løsere og vev modeller. Sim4Life gir en moderne og brukervennlig og inneholder state-of-the-art ressurser for å gi en rask og enkel opplevelse når du setter opp modell geometrier. Den magnetiske flukstettheten og de elektriske feltene i det menneskelige hode ble analysert Med Sim4Life magneto quasistatic solver, noe som muliggjør effektiv modellering av kvasistatiske EM-regimer ved å anvende den endelige elementmetoden på graderte voxelmasker. De numeriske simuleringene er basert PÅ em lavfrekvent teori implementert I Sim4Life. For et elektrisk felt E og et magnetfelt B, forutsatt et vektorpotensial A Med og et skalært elektrisk potensial , refererer skalarpotensialligningen til den komplekse permittiviteten definert som, er den elektriske ledningsevnen, er den elektriske permittiviteten og er vinkelfrekvensen. For en karakteristisk lengde og en permeabilitetsverdi sikrer den kvasistatiske tilnærmingstilstanden at den ohmiske strømmen bare ubetydelig forstyrrer b-feltet og vektorpotensialet A er ekvivalent med det magneto-statiske vektorpotensialet . Det statiske vektorpotensialet kan da beregnes Ved Biot-Savart-loven (når er konstant over hele beregningsdomenet). Siden de fleste biologiske materialer utviser dielektriske egenskaper som adlyder i lav frekvens, kan (1) forenkles Til Ligning (2) implementeres i magneto quasistatic solver. Alle grensebetingelser blir neglisjert som null Neumann grensebetingelser, dvs. forsvinner normal flux. Den reelle løseren brukes av denne modellen. Det elektriske feltet beregnes bare i lossy ()-domenet, Mens H-feltet beregnes overalt. Standardrutenettet dekker derfor bare lossy-domenet.

2.2. Numeriske Spolemodeller

Nye dype tms-spoler ble nylig designet ved hjelp av kombinerte spoler. For eksempel designet Lu og Ueno en kombinert spole bestående Av Fo8 og Halo spoler for å nå dype hjernestrukturer. Siden dobbeltkjeglespolen er mer vurdert for dyp TMS, er spoledesignet kombinasjonen Av Halospolen med dobbeltkjeglespolen for å gi en dypere penetrasjon av det elektriske feltet inne i hjernestrukturene. Figur 1 viser den voksne mannen (MIDA) hodemodellen med En Halo-spole (Figur 1(a)), dobbeltkjeglespole (Figur 1(b)), kombinert Halo-Og Fo8-spoler (Hfa) (Figur 1(c)) og HDA-spole (Figur 1(d)). For å sammenligne den kombinerte spolens ytelse med tidligere publiserte tms-spoler, modellerte vi dobbeltkjeglespolen med to tilstøtende sirkulære viklinger festet til en 120° vinkel på 10 svinger med henholdsvis indre og ytre diameter på 15 mm og 40 mm, og Halospolen med 5 sirkulære viklinger på henholdsvis 150 mm og 138 mm . Fo8-spolen er plassert 10 mm over hudoverflaten på hodet for å ta hensyn til spolens isolasjonstykkelse og Halospolen 97 mm under hodet vertex . Simuleringer ble utført ved bruk av pulsstrømmer på 2,5 kHz frekvens, basert på den bifasiske pulsfrekvensen som brukes av kommersielle TMS-systemer. Vi antok en 100% stimulatoreffekt som tilsvarer 5 kA elektrisk strøm i spolene . Strømmen som strømmer i de nærliggende to vingene Til Fo8 og dobbeltkeglespolene er i motsatt retning. For å vurdere elektrisk feltfordeling og spredning i forskjellige hjernevev (grå materie, hvit materie, thalamus, hypothalamus, hippocampus, amygdala, nucleus accumbens og cerebellum) ble prosentandelen av volumet av hvert vev utsatt for en elektrisk feltamplitude lik eller større enn halvparten av maksimal amplitude av det elektriske feltet i cortex for hver spole beregnet (V50 brukt i). Maksimum av en amplitudefordeling tilsvarer sin 99. prosentil i stedet for maksimumet for å ta hensyn til mulige beregningsunøyaktigheter .

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)

(a)
(a) (b)
(b) (c)
(c)(d)
(d))

Figur 1
Oversikt over magnetspolene og MIDA-hodemodellen. (A) Halo coil. (B) Dobbel-kjegle coil. (c) HFA coil. (d) HDA coil.

2.3. Anatomisk Modell Og Vevsdielektriske Egenskaper

MIDA human head-modellen ble brukt Til å undersøke spolenes magnetfeltinteraksjon med hjernevev (Figur 2).

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
(i)
(i)
(f)
(f)
(g)
(en)
(h)
(h)

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

Figur 2
MIDA hodemodell: modell av noen få representative strukturer av hode og nakke. (hud. (B) Muskler, musklene er vist med skallen strukturer. (c, d) Fartøy, fartøyene er vist både uten OG MED GM. (e) GM. (f) WM. C) Cerebellum og hjernestamme. (H) Ventrikler, hippocampus, hypothalamus og amygdala .

MIDA er blant de mest avanserte multimodale imaging-baserte anatomiske modeller av den menneskelige nakke og hode. Den anatomiske modellen kommer med unike høyoppløselige 153 strukturer, inkludert flere forskjellige dype hjernestrukturer, skallelag og bein og nerver, samt vener og arterier , noe som er svært relevant i vår studie for å skille mellom forskjellige dype hjernestrukturer og de induserte elektriske feltene i disse hjernevevene. De dielektriske parametrene til vevet er satt basert på databasen basert På Gabriel et al. .

2.4. Validering: Simulering versus Eksperimenter

for å validere simuleringsprogramvaren, sammenlignet vi de numeriske simuleringene av magnetfeltene til en kommersiell spole som vanligvis brukes i implementeringen AV TMS med målinger fra . Vi vurderte Den Doble 70 mm Magstim 2. Generasjon med fjernkontroll . Denne spolen består av 9 viklinger (indre og ytre diameter på henholdsvis 32 mm og 48 mm). Vi vurderte en separasjon på 1 mm mellom viklingene for å ta hensyn til luftgap og isolasjon. Figur 3 viser den aksiale komponenten av det simulerte og målte magnetfeltet (kA / m) i en avstand på 20 mm langs tms-spolelengden. Beregningene viser god avtale med det målte feltet. Relativ avvik på 0,12%-10,75% ble oppnådd. Vi observerer høyere avvik i midten og kantene, som skyldes de mindre forenklingene i modelleringen AV TMS-spoler.

Figur 3
Aksial komponent av det simulerte og målte magnetfeltet (kA/m) i en avstand på 20 mm, langs lengden PÅ TMS-spolen (Magstim 2.Generasjon Dobbel 70 mm fjernkontroll).

3. Resultater og Diskusjoner

3.1. B-Feltfordeling

Figur 4 viser den magnetiske flukstettheten på overflaten av grå materie (GM) AV MIDA-hodemodellen for Halo (a), dobbeltkjegle (b), HFA (c) og HDA (d) spoler for en lik separasjon på 10 mm og lik strøm på de to spolene. Det ble observert at maksimal magnetisk flux skjedde nær spolene og forfalt raskt med avstand fra spolene for alle konfigurasjonene. Høyere verdier Av b-felt i hjernen var tilstede i høyre side da HDA og HFA-spolen ble påført (Figur 4 (c) og 4 (d)). Sammenligning mellom dobbeltkjeglen(Figur 4 (b)) og hda(Figur 4 (d)) konfigurasjonene viser at tilsetning Av Halospolen resulterte i En b-feltreduksjon i venstre halvkule til fordel for høyre halvkule. Dette skyldes det faktum at Kombinasjonen Av Halospolen med dobbeltkjeglen Eller Fo8-spolene resulterer i at den ene siden (høyre side) av hodet blir utsatt for positiv strøm fra de to spolene og den andre siden (venstre side) til positiv og negativ strøm fra spolene. Denne effekten vil resultere i økt feltpenetrasjon i høyre halvkule når HFA og HDA-spolen opererer. Denne asymmetriske effekten kan også trigges til fordel for venstre halvkule hvis vi reverserer den nåværende retningen i dobbeltkeglen eller Fo8-spolene.

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)

(a)
(a)  (b)
(b) (c)
(c) (d)
(d))

Figur 4
Magnetisk flukstetthet (absolutt verdi I T) beregnet i den grå saken AV MIDA-modellen for forskjellige spoler. (A) Halo coil. (B) Dobbel-kjegle coil. (c) HFA coil. (d) HDA coil.

3.2. Elektrisk Feltfordeling

Figur 5 viser elektrisk felt romlig fordeling på hjernen grå materie og hvit materie for HVER TMS coil. For Halospolen ble det elektriske feltet hovedsakelig produsert i periferien AV GM(Figur 5 (a)) og WM(Figur 5 (b)) på grunn av nærheten til Denne regionen til Halospolen. Figur 5 (a) AV GM viser litt høyere e-amplituder enn I Figur 5 (b) AV WM, noe som kan resultere i større volum av vev utsatt for høyere amplituder av det elektriske feltet. Høyere verdier av elektrisk felt var mer konsentrert I GM og WM for dobbeltkjeglespolen sammenlignet med Halospolen (Figur 5(c) og 5(d)) som kan resultere i lave penetrasjonsdybder av de elektriske feltene og dermed mindre eksponering av dype hjernevev til tilstrekkelige e-amplituder. VED BRUK AV hfa-spolen ble de induserte elektriske feltene økt over GM og WM-overflatene hovedsakelig over høyre halvkule(Figur 5 (e) og 5 (f)). Tall er gitt I Tabell 1 i neste avsnitt. Resultatene for denne typen spoler er i samsvar med de som er publisert Av Lu og Ueno ved hjelp av impedansmetoden . Ved bruk AV HDA-spole (Figur 5(g) og 5(h)) ble de elektriske feltfordelingene økt over høyre halvkule og redusert i venstre side sammenlignet med HFA-spolen, noe som tyder på at penetrasjonsdybden kan forbedres ytterligere i høyre halvkule av hjernevevet, også vist I Tabell 1 (neste avsnitt). Elektrisk felt ble ytterligere økt i HØYRE periferi AV GW og WM for HFA-og HDA-spoler sammenlignet med Halo-spolekonfigurasjonen, noe som kan resultere i ytterligere penetrasjonsdybde i dype strukturer på høyre halvkule. Det elektriske feltet ble redusert i venstre periferi AV GW og WM sammenlignet Med Halospolekonfigurasjonen, noe som kan resultere i lavere penetrasjonsdybde i dype strukturer på venstre halvkule. Som lagt merke Til For b-feltfordelingen, er det elektriske feltet ikke symmetrisk FOR HFA-og HDA-spoler på grunn av den asymmetriske fordeling av den magnetiske fluxen.

Coil Gray Matter White Matter Hippocampus Nucleus Accumbens Cerebellum
HFA_R 34.04 32.34 0 0 3.24
HDA_R 33.84 33.07 0.04 1.21 6.20
HFA_L 21.54 20.44 0 0 1.85
HDA_L 21.77 20.18 0 0 1.94
DC 26.69 24.27 0 0 0
Halo 23.96 22.13 0 0 2.12
(i) HFA_R og HDA_R refererer til prosentandelen av volumet av hvert hjernevev i høyre side ved hjelp av HENHOLDSVIS HFA og HDA-spolene. (ii) HFA_L og HDA_L refererer til prosentandelen av volumet av hvert hjernevev i venstre side ved hjelp av HENHOLDSVIS HFA og HDA-spolene. (iii) DC refererer til dobbeltkeglespolen. thalamus, hypothalamus og amygdala har 0% av vevsvolum hvor amplituden Til E har 50% Av toppen Av E i cortex for hver spolekonfigurasjon.
Tabell 1
Prosentandel av volumet av hvert hjernevev hvor amplituden Til E er større enn 50% Av toppen Av E (V50) i cortex for hver spolekonfigurasjon.

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
(i)
(i)
(f)
(f)
(g)
(no)
(h)
(h)

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

Figur 5
Elektrisk felt (absolutt verdi I V/m) fordeling I GM (venstre kolonne) og WM (høyre kolonne) for forskjellige spoler. (A, b) Halo coil. (c, d) dobbel-kjegle coil. (e, f) HFA coil. (g, h) HDA coil.

Figur 6 viser elektrisk feltfordeling på tverrsnitt ved hjelp av den kombinerte HDA-spolen. Koronal seksjon (Figur 6 (b)) viser høyere elektrisk felt i høyre halvkule sammenlignet med den i venstre halvkule FOR den asymmetriske spolen HDA, som var forventet fra den elektriske og flukstetthetsfordelingen i hjernen. Høyere elektriske felt er også til stede i noen dype strukturer inne i hjernen (i midten Av Figur 6 (b)). Den neste delen vil gi mer kvantitativ evaluering av det elektriske feltet spredt i dype hjernestrukturer.

(a)
(a)
(b)
(b)

(a)
(a) (b)
(b)

Figur 6
Elektrisk feltfordeling (absolutt verdi I V/m) i tverrsnittet AV MIDA-modellen ved HJELP AV HDA-spolen. Sagittal visning på x=20 cm. (b) Koronal visning ved y = 20 cm.

3.3. Elektrisk Felt Spredt i Dype Hjernestrukturer

for å kvantifisere det elektriske feltspredningen og penetrasjonen, Viser Tabell 1 prosentandelen av volumet av hvert vev hvor den elektriske feltamplituden er større enn halvparten av toppen Av E i cortex for Hver spole (V50). På grunn av det faktum at forskjellige feltfordelinger forekommer i høyre og venstre hjernehalvdel av hjernevevet, ble prosentandelen av volumet av hvert hjernevev beregnet for begge sider AV hjernen FOR HFA-og HDA-spoler(dobbeltkegle og Halospoler er symmetriske spoler). HFA_R og HDA_R refererer til prosentandelen av volumet av hvert hjernevev i høyre side ved hjelp av HENHOLDSVIS HFA og HDA-spolene. HFA_L og HDA_L refererer til prosentandelen av volumet av hvert hjernevev i venstre side ved hjelp av HENHOLDSVIS HFA og HDA-spolene. Resultatene viser At V50 i høyre halvkule er større enn den i venstre halvkule for de asymmetriske spolene, som var forventet fra den elektriske og flukstetthetsfordelingen i hjernen (Figur 4 og 5). Denne effekten er mer merkbar for de dypere strukturer som hippocampus og nucleus accumbens hvor V50 er 0,04% og 1,21% i henholdsvis høyre side av hippocampus og nucleus accumbens, mens denne prosentandelen er lik null i venstre side (FOR HDA-spolen). En sammenligning mellom HDA og HFA-spolene viser at en større prosentandel av høyre side av dype strukturer (hippocampus, nucleus accumbens og cerebellum) kan nås med HDA sammenlignet med HFA (V50 tilsvarer 6,2% og 3,24% for høyre side av cerebellum ved bruk av HDA og HFA-spolene, henholdsvis. Hippocampus og nucleus accumbens kan bare nås ved bruk AV HDA-spolen med V50 lik 0,04% og 1,21% for henholdsvis hippocampus og nucleus accumbens). Denne fordelen MED HDA-spolen (V50 AV HDA_L: 21,77%, 20,18% og 1.94% for HENHOLDSVIS GM, wm og cerebellum) over HFA-spolen (V50 AV HFA_L: 21,54%, 20,44% og 1,85% for HENHOLDSVIS gm, WM og cerebellum) er mindre viktig i venstre side av hjernevevet. Halo-spolen er rettet mot dypere strukturer i hjernen (V50 tilsvarer 2,12% for cerebellum med Halo-spolen), selv uten å bruke en kombinert spole og spre høye amplituder av det elektriske feltet (V50 Av Halo: 23,96%, 22,13% og 2,12% for HENHOLDSVIS GM, WM og cerebellum) større enn HDA-og HFA-spolene i venstre side av hjernevev. Dobbeltkjegle (V50 AV DC: 26,69% og 24.27%, FOR HENHOLDSVIS GM og WM) og Halo-spoler gir større feltfordeling I WM og gm venstre side enn HDA og HFA-spolene på grunn av den asymmetriske fordeling av den magnetiske fluxen. Thalamus, hypothalamus og amygdala har 0% Av V50 for hver spolekonfigurasjon. Grå og hvit materie kan nås med Alle spoler Med V50> 0. Igjen ble høyeste verdier oppnådd FOR HFA-og HDA-spoler.

for dyp tms skal en god spole karakteriseres av høy penetrasjonsdybde og høy fokalitet (dvs.en lav V50). Fra Tabell 1 kan vi se at dobbeltkeglespolen gir bedre fokus i grå og hvit materie sammenlignet MED HDA-spolene i høyre halvkule (V50 lik 26,7 og 33,8 for HENHOLDSVIS DC og HDA), men som en skade for mindre penetrasjonsdybde. FAKTISK ER DC-spolen ikke i stand til å nå dypere struktur som hippocampus og nucleus accumbens hvor V50 AV HDA-spolen er lik 0,04% og 1,21% i høyre side av hippocampus og nucleus accumbens, henholdsvis. Denne dybde-focality avveining er iboende til de fleste AV TMS spoler. Spoler som er preget av høyere penetrasjonsdybde (HDA og HFA) kan samtidig indusere en høy feltamplitude i et meget bredt område av cortex (Tabell 1). På den annen side er spolene med en mer fokal elektrisk feltamplitudfordeling (DC og Halo) ikke i stand til å nå dype hjernestrukturer (Tabell 1). Ingen av de foreslåtte spolene er i stand til å overvinne denne avviket, som også foreslått av det tidligere arbeidet siden det å nå dypere hjernestrukturer innebærer et bredere elektrisk felt spredt på den kortikale overflaten.

4. Konklusjon

en dobbeltkjeglespole kombinert med En Halospole har blitt numerisk undersøkt og karakterisert for dyp hjernestimulering ved hjelp av anatomisk realistiske heterogene hodemodeller. 3d-fordelingen Av B-feltet og det elektriske feltet ble oppnådd for Halo -, dobbeltkjegle -, HFA-og HDA-spoler. Spredningen av de elektriske feltene ble beregnet og sammenlignet for forskjellige hjernevev, inkludert dype hjernevev (thalamus, hypothalamus, amygdala, hippocampus, nucleus accumbens og cerebellum) ved Hjelp Av Halo, dobbeltkegle, HDA og hfa-spoler og viste at den asymmetriske magnetfeltfordelingen produsert AV HDA-spolen forbedret spredningen av det elektriske feltet inne i dype hjernestrukturer (hippocampus, nucleus accumbens og cerebellum) og dermed muliggjøre stimulering av hjernen på større dybder. Begrensninger av den nåværende versjonen av den numeriske modellen bør inkludere fraværet av riktig inkorporering av vevanisotropien, spesielt i det hvite stoffet, noe som vil øke modellens presisjon og kunne påvirke den elektriske feltfordelingen . Følsomhet av spolens posisjon bør også utføres i fremtiden for å karakterisere effekten av de induserte feltene.

Datatilgjengelighet

dataene som brukes til å støtte funnene i denne studien, er tilgjengelige fra den tilsvarende forfatteren på forespørsel.

Interessekonflikter

forfatterne erklærer at de ikke har noen interessekonflikter.

Anerkjennelser

forskningen ble støttet AV COST Action BM1309 (COST EMF-MED) Og Fwo G003415N-Prosjektet. E. Tanghe er postdoktor ved Forskningsstiftelsen-Flandern (FWO-V).

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.

More: