高聚焦度深度經顱磁刺激的研究

《高聚焦度深度經顱磁刺激的研究》是依託西安交通大學，由李江濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高聚焦度深度經顱磁刺激的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李江濤
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

經顱磁刺激是一種無創生物刺激技術，已經被證明是一個極具潛力的精神和神經疾病治療手段。經顱磁刺激的刺激效果取決於刺激的選擇性。刺激的選擇性包括刺激的深度和刺激的聚焦度。如何提高這兩個指標一直是國內外學者研究的熱點。前人對線圈聚焦度展開了廣泛的研究，但如何在提高刺激深度的同時增加刺激的聚焦度依然是沒有解決的技術問題。本項目在前人的基礎上對影響線圈聚焦度和刺激深度的因素展開深入研究，使用仿真和實驗相結合的方法，研究評價線圈刺激綜合效果的指標的建立方法，研究綜合性能指標與線圈結構以及脈衝電流發生迴路產生之間的關係，研究提高綜合刺激效果的原理和方法，設計高刺激深度高聚焦度的新型線圈形式以及重複頻率脈衝電流發生迴路。本項目的研究成果將為深入研究經顱磁刺激的機理以及拓展經顱磁刺激的套用領域打下堅實的基礎。

結題摘要

經顱磁刺激（簡稱TMS）是一種無創生物刺激技術，通過外電路在人腦中產生感應電磁場，利用神經細胞的電特性使其膜電位發生變化，從而達到刺激的目的。經顱磁刺激系統主要分為兩個部分：脈衝電流產生電路和磁刺激線圈兩部分，其中線圈決定了電場的分布特點。一個TMS系統有很多需要衡量指標，刺激強度、深度和聚焦度是研究人員比較關心參數。怎樣提高線圈的刺激深度和聚焦度，一直以來都是關鍵問題。此外目前也沒有這些性能指標的具體評估方法。針對以上問題，本項目主要研究內容是：建立經顱磁刺激設備的綜合評價體系；提高線圈刺激深度和聚焦度的設計原則。 實際操作按照計畫進行，而且在還進行了近一步研究。首先利用仿真技術建立TMS線圈電磁場分布模型，針對常見的圓形線圈、8字形線圈，探究半徑、匝數等參數對刺激深度和聚焦度的影響，並在此基礎上提出一種新型的聚焦度更高的雙8字形線圈。隨後，對多線圈陣列的性能進行討論，包括單層的圓形、方形線圈陣列，以及改進的雙層的圓形、方形線圈陣列，研究其適合不同場合的刺激模式及相應的性能指標。同時，設計製作了經顱磁刺激所需的脈衝電流發生器和刺激線圈，實驗驗證了設計的可行性和仿真結果。 根據一定的實踐經驗和廣泛調研，提出了經顱磁刺激設備的綜合評價體系，參數指標包括脈衝發生器性能、刺激強度、刺激深度和聚焦度，為經顱磁刺激設備和線圈提供了評定、比較的方法，並用此方法對現有的設備進行了評價。研究過程中發現僅僅研究線圈是不夠的，經顱磁刺激技術畢竟最終是用於醫療方面，需要生物醫學的支持。因此在後期，利用實驗平台進行了經顱磁刺激生物效應實驗，初步結果表明交變電場刺激可以促進SD大鼠的神經幹細胞增殖，脈衝磁場刺激可以幫助外周神經損傷的SD大鼠修復神經和功能恢復。實驗結果說明TMS確實對神經疾病具有積極作用，而且還可以運用到神經修復領域。一系列生物實驗仍在進行中。 目前本項目發表國際期刊文章2篇，發明專利1項，培養研究生3名。