Diseño óptimo de bobinas de matriz para sistema de estimulación cerebral electromagnética ajustable multiobjetivo
Autores: Wang, Tingyu; Yan, Lele; Yang, Xinsheng; Geng, Duyan; Xu, Guizhi; Wang, Alan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño óptimo de bobinas de matriz para sistema de estimulación cerebral electromagnética ajustable multiobjetivo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Nueva tecnología de neuromodulación profunda del cerebro
Múltiples regiones cerebrales
Bobinas en serie
Relación de amplitud
Objetivos de estimulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
La estimulación magnética por interferencia temporal es una novedosa tecnología de neuromodulación profunda no invasiva que puede resolver el problema del equilibrio entre el área de enfoque y la profundidad de estimulación. Sin embargo, en la actualidad, el objetivo de estimulación de esta tecnología es relativamente único, y es difícil realizar la estimulación coordinada de múltiples regiones cerebrales, lo que limita su aplicación en la modulación de múltiples nodos en la red cerebral. Este artículo propone primero un sistema de estimulación magnética por interferencia temporal multiobjetivo con bobinas de matriz. Las bobinas de matriz están compuestas por siete unidades de bobina con un radio exterior de 25 mm, y el espaciado entre las unidades de bobina es de 2 mm. En segundo lugar, se establecen modelos de fluido de tejido humano y de la esfera cerebral humana. Finalmente, se discute la relación entre el movimiento del área de enfoque y la relación de amplitud de las fuentes de excitación de frecuencia diferencial bajo interferencia temporal. Los resultados muestran que en el caso de una relación de 1:5, la posición pico de la intensidad de modulación de amplitud del campo eléctrico inducido se ha desplazado 45 mm; es decir, el movimiento del área de enfoque está relacionado con la relación de amplitud de las fuentes de excitación de frecuencia diferencial. La conclusión es que la estimulación magnética por interferencia temporal multiobjetivo con bobinas de matriz puede estimular simultáneamente múltiples nodos de red en la región cerebral; la posición aproximada se puede realizar controlando la conducción de diferentes bobinas, ajustando finamente la posición cambiando la relación de corriente de las bobinas de conducción, y realizando una estimulación precisa de múltiples objetivos en el área cerebral.
Descripción
La estimulación magnética por interferencia temporal es una novedosa tecnología de neuromodulación profunda no invasiva que puede resolver el problema del equilibrio entre el área de enfoque y la profundidad de estimulación. Sin embargo, en la actualidad, el objetivo de estimulación de esta tecnología es relativamente único, y es difícil realizar la estimulación coordinada de múltiples regiones cerebrales, lo que limita su aplicación en la modulación de múltiples nodos en la red cerebral. Este artículo propone primero un sistema de estimulación magnética por interferencia temporal multiobjetivo con bobinas de matriz. Las bobinas de matriz están compuestas por siete unidades de bobina con un radio exterior de 25 mm, y el espaciado entre las unidades de bobina es de 2 mm. En segundo lugar, se establecen modelos de fluido de tejido humano y de la esfera cerebral humana. Finalmente, se discute la relación entre el movimiento del área de enfoque y la relación de amplitud de las fuentes de excitación de frecuencia diferencial bajo interferencia temporal. Los resultados muestran que en el caso de una relación de 1:5, la posición pico de la intensidad de modulación de amplitud del campo eléctrico inducido se ha desplazado 45 mm; es decir, el movimiento del área de enfoque está relacionado con la relación de amplitud de las fuentes de excitación de frecuencia diferencial. La conclusión es que la estimulación magnética por interferencia temporal multiobjetivo con bobinas de matriz puede estimular simultáneamente múltiples nodos de red en la región cerebral; la posición aproximada se puede realizar controlando la conducción de diferentes bobinas, ajustando finamente la posición cambiando la relación de corriente de las bobinas de conducción, y realizando una estimulación precisa de múltiples objetivos en el área cerebral.