基于真实头模型的经颅磁声电刺激感应电流密度仿真分析
2021-06-01刘亚泽陈昕彤武健康
刘亚泽,张 帅,郭 梁,陈昕彤,武健康
(1.河北工业大学 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,天津 300130; 2.河北工业大学 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室,天津 300130)
近年来脑功能疾病如抑郁症、痫病和帕金森病的发病率逐年上升。据世界卫生组织统计,我国患有神经类疾病的人群数量位居世界第一,给社会和国家带来了沉重的负担[1]。此外,随着社会经济的高速发展,巨大的生活和工作压力增加了诸如抑郁症和自闭症等精神类疾病的发病率。因此,深入开展脑功能探索和发展相应的治疗技术犹为迫切[2]。
在诸多治疗手段中,无创脑调控技术以安全、无痛、操作可重复等优点获得了越来越多的关注和认可。常见的几种无创脑调控技术有:经颅直流电刺激(transcranial Direct Current Stimulation,tDCS)、经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)、经颅超声刺激(Transcranial Ultrasound Stimulation,TUS)以及经颅磁声电刺激(Transcranial Magnetic-Acoustical Electrical Stimulation,TMAES)。其中,TMS和tDCS已被应用于神经性疾病的治疗,但由于二者存在空间分辨率低(cm级)、激深度不足等缺点,其在临床上的应用受到了限制[3-5]。TUS是一种使用低强度的超声波作用于靶组织来调控神经元放电的技术。超声波具有良好的穿透性和较高的分辨率[6-7]。TUS被证实可以用于皮质组织,且有用于深度刺激大脑神经的潜力。但是由于超声有引发热效应导致靶点组织损伤的可能,因此需要在安全性层面进行探索[8]。
TMAES是在上述神经调控手段的基础上发展出的一种新型神经调控技术。该技术使用低强度的超声和静磁场共同作用于神经元,通过磁声耦合效应产生感应电流从而调节神经元的放电活动[9]。……
