经颅直流电刺激治疗时颅内电场数值仿真

明确经颅直流电刺激（tDCS）治疗时颅内电场数值分布,有助于准确控制治疗处方剂量,确保颅内目标区的电场能够高于有效刺激阈值,提高治疗处方对病人治疗的有效性。本文采用商用工具软件COMSOL,完成颅内电场边值问题有限元数值解,计算出了tDCS治疗时颅内电场强度分布,并以图形化显示治疗处方在目标区域电场剂量的有效数值。本文介绍的方法可用于tDCS治疗处方方案优化研究,也可用于分析其它电刺激治疗是否形成有效刺激的电场强度。     

ROAST软件定量分析tDCS治疗过程中电极位置误差影响

目的：用计算机模型工具来研究经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）临床治疗问题，将真实体积逼近模拟经颅电刺激法（realistic volumetric-approach to simulate transcranial electric stimulation，ROAST）以观察tDCS临床治疗过程中的电极位置误差，并从电极位置误差定量分析tDCS临床疗效性问题。方法：以F3、F4位置治疗抑郁为例，仿真计算颅内靶区所激励电场剂量，对比tDCS治疗电极位置误差对颅内治疗靶区电场剂量产生的影响，并给出施加2 mA和4 mA电流时电场剂量变化曲线。结果：仿真显示 32 种物理位置误差，矩形电极，圆形电极分别造成电场剂量变化是-10.3%~ 72.4%，-12.9%~11.3%，既有减少也有增加；此结果正是由于大脑皮质具有非均匀性。当电场剂量减少时，颅内靶区会出现小于有效电场剂量的情况，因此有可能出现tDCS临床治疗疗效不好。仿真还发现当tDCS施加4 mA时，颅内靶区均会大于有效电场剂量，且32种误差位置在颅内靶区电场剂量变化规律和施加2 mA时基本一致，电场剂量变化程度与施加电流大小基本无关。结论：ROAST可为临床一线医生寻找tDCS治疗的个体剂量和优化方案。