脑神经磁刺激技术的研究

生物组织磁刺激技术是一种无创伤生物刺激技术，在脑神经刺激以及深部神经刺激中较之传统电刺激具有明显优势，近１０几年来发展较迅速，本文概述了磁刺激技术的基本原理，介绍了脑部磁刺激常用的球形头模型和计算颅内感应电场分布的数学模型，分析了线圈设计中不同的结构，形状，大小，方向等对感应电场聚焦性的影响，比较了圆形（包括圆形的变形）线圈，八字形线圈，Ｓｌｉｎｋｙ线圈刺激脑部神经的基本特性，此外还简单描述了刺激     

脑神经磁刺激技术的研究

生物组织磁刺激技术是一种无创伤生物刺激技术，在脑神经刺激以及深部神经刺激中较之传统电刺激具有明显优势，近１０几年来发展较迅速。本文概述了磁刺激技术的基本原理，介绍了脑部磁刺激常用的球形头模型和计算颅内感应电场分布的数学模型，分析了线圈设计中不同的结构、形状、大小、方向等对感应电场聚焦性的影响，比较了圆形（包括圆形的变形）线圈、八字形线圈、Ｓｌｉｎｋｙ线圈刺激脑部神经的基本特性，此外还简单描述了刺激线圈的内部参数。     

中枢神经的无创性磁刺激技术及其应用

无创性磁刺激技术在中枢神经功能检测和神经肌肉功能恢复的应用是生物医学工程和神经电生理研究的一个新热点,文章从理论上对磁刺激的发生发展,物理原理,特性,磁刺激与标准电刺激的差别,外周磁刺激技术的多信道磁刺激对电刺激模型等最新发展,以及临床上磁棘刺激在肌肉功能恢复的作用做了全面介绍。     

磁刺激用平面线圈结构的优化研究

文中建立了采用任意形状平面线圈磁刺激仪的RLC模型，给出了模型参数的计算方法。为了优化线圈，将磁刺激仪线圈的性能指标分为反映线圈输出性能的峰值磁能和反映线圈结构的几何变量。在磁刺激激活函数达到阈值条件下，调整平面螺旋线圈的结构并计算出依赖于线圈结构参数的输出性能值，从而，寻找最优的线圈几何参数。优化结果表明：线圈外半径是关键因素，给定阈值条件，选择合适的线圈外半径，可以大大降低线圈峰值磁能；另外，现在使用的圆环线圈并非最优，D形线圈优于圆环线圈。     

微机式磁刺激系统的设计仿真与建模研究

磁刺激技术作为医学康复一种非侵入式的诊疗技术,是当前该领域国际范围的一项重要的研究课题.目前,所用的磁刺激仪存在两大问题:①磁线圈聚焦性较差;②系统能耗较大.刺激阈值所需要的能耗大,由此仪器产热并造成刺激有效性降低.本文在近几年磁刺激技术研究的基础上,运用计算机对磁刺激系统的重要模块进行了仿真,其中包括主电路与微机控制电路的仿真,并对磁刺激线圈磁场进行建模研究,为日后的研究和实践提供了有益的理论依据.     

面向鸽子机器人的磁刺激线圈仿真设计及实验研究

为了探究将磁刺激技术应用于动物机器人运动控制的可行性,本文面向鸽子机器人,仿真分析线圈半径、匝数等因素对磁刺激强度、深度及聚焦性的影响,提出线圈设计方案。将线圈置于鸽子头部及腿部,磁刺激同时记录腿部肌电。结果发现,磁刺激时肌电明显增强。降低磁刺激系统输出频率,输出电流增大,肌电随之增强。与脑部磁刺激相比,刺激坐骨神经引起的肌电增强反应更为显著。这表明,磁刺激系统通过驱动该线圈可以有效地实现对脑及外周神经功能的调控。本研究为后续实用性线圈优化改进提供了理论及实验指导,为动物机器人磁刺激运动控制实施奠定了初步的理论和实验基础。     

研究表明磁刺激可能改善中风患者的运动功能

哈佛大学医学院的弗利格尼（Felipe Fregni）在5月24日《神经病学》杂志（Neurology2005；64：1802—1804）上报告，中风患者未受影响的半侧大脑反复经颅磁刺激（rTMS）减少了反应时间，改善了运动任务执行能力。     

一种抑制反向感应电场的磁刺激线圈设计方法探讨

在无创性脑神经磁刺激技术中,多采用8字形磁刺激线圈,在线圈周围一定距离的空间中,对应8字线圈中心出现感应电场最大值,对应两个边缘处出现反向感应电场峰值,后者容易在刺激目标处产生副刺激,分析了8字形磁刺激线圈感应电场的分布,针对其反应方向感应电场幅值较大,容易引起副刺激的问题提出了新的磁刺激线圈设计方法,以抑制感应电场副峰,并进行了计算机模拟和验证。     

经颅磁刺激线圈的磁聚焦优化设计

经颅磁刺激是利用变化磁场产生的感应电场作用于可兴奋人体脑组织的过程,磁聚焦性能是经颅磁刺激线圈设计的一项重要指标。根据磁刺激线圈感应电场理论,我们设计了半圆螺线管用于经颅磁刺激,计算了其载流线圈随刺激深度的感应电场分布,并与传统的经颅磁刺激8字形线圈作比较。结果表明,半圆螺旋管线圈既继承了8字形线圈感应电场的主瓣聚焦性强的优良特性,又摒弃了其相对较大的旁瓣对浅表非靶组织的兴奋刺激的不良影响,完全达到了磁聚焦优化设计的目的,也更利于磁刺激兴奋点的定位。     

磁刺激中线圈感应电场的聚焦性研究

根据磁刺激线圈感应电场理论,对圆形线圈、8字形线圈、四圆形线圈和四叶形线圈感应电场的分布进行研究,结果表明四叶形聚焦性好,更利于磁刺激兴奋点的定位.     

基于脑电图的不同频率磁刺激内关穴脑网络分析

磁刺激和电刺激在离子水平的作用机制是相似的。相比之下,磁刺激技术具有无痛、可刺激深部组织等优点。不同的刺激参数会产生不同的机体效应,同时所引发的神经调控机制也不同。采用不同频率(0.5和3 Hz)的脉冲磁场刺激内关穴,采集刺激前、后的32导脑电信号,计算各通道脑电信号之间的相关系数。针对正、负相关系数的不同分布特点,采用不同的阈值,分别对正、负相关系数矩阵进行二值化处理。以脑电通道作为所构建脑功能网络的节点,构建并分析不同状态下的脑功能网络,探讨频率参数对磁刺激内关穴脑功能区活动的影响。结果发现,0.5和3 Hz磁刺激内关穴后较刺激前,大脑额叶、颞叶和中央区内部以及脑区之间的正相关呈现增加的趋势。同时,0.5 Hz磁刺激内关穴后,额叶与枕叶以及颞叶与枕叶之间的大尺度连接增强,且具有负相关特性。这一研究结果为磁刺激频率的选取提供一定的依据。     

State-Dependency of Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS), a tool that allows noninvasive modulation of cortical neural activity, has become an important tool in cognitive neuroscience and is being increasingly explored in neurotherapeutics. Amongst the factors that are likely to influence its efficacy, the importance of the baseline cortical activation state on the impact of TMS has not received much attention. However, this state-dependency is important as the neural impact of any external stimulus represents an interaction with the ongoing brain activity at the time of stimulation. The effects of any external stimulus are therefore not only determined by the properties of that stimulus but also by the activation state of the brain. Here we review the existing evidence on the state-dependency of TMS and propose how its systematic study can provide unique insights into brain function and significantly enhance the effectiveness of TMS in investigations on the neural basis of perception and cognition. We also describe novel approaches based on this state-dependency which can be used to investigate the properties of distinct neural subpopulations within the stimulated region. Furthermore, we discuss how state-dependency can explain the functional mechanisms through which TMS impairs perception and behavior.     

FNS的研究方向与现状

1引言功能电刺激（FunctionalElectricalStimu－lation：FES）是通过施以脉冲电流刺激神经系统兴奋从而达到对瘫痪病人治疗以及功能重建的一种技术。FES的治疗作用包括：增加肌力、缓解痉挛、阻止关节弯缩和肌肉粘连以及矫正脊椎弯曲等。这种技术日臻成熟，临床应用已相当普遍。FES用于功能重建是一个比较活跃、很有前途的技术。它包括运动功能和感觉功能的恢复和重建。运动功能的恢复包括上肢操作和下肢行立功能的恢复；而感觉功能是指如听觉、视觉或皮肤感觉的恢复。这种技术目前处于实验阶段，有些已投入临床使用，但还不能日常使用…     

经颅磁刺激电场分析研究进展

经颅磁刺激是一种利用通电线圈在脑部的诱发电场来调节皮质兴奋性的技术,广泛应用于神经病学、康复学等领域。经颅磁刺激诱发电场分析与安全性、刺激效果密切相关,在优化刺激方案、线圈设计方面具有重要意义,成为相关领域的研究重点。首先介绍经颅磁刺激3种常见的临床副作用,然后阐述经颅磁刺激现有研究中的常规电场分析方法,包括解析法和数值分析法及其应用场景,并讨论与电场分析密切相关的生物模型建模方法。此外,由于磁刺激线圈与组织中电场分布的密切相关性,介绍常规的刺激线圈结构类型,并结合磁刺激线圈的7种典型设计,分析基于有限元分析的球模型下的电场分布特征。最后,展望经颅磁刺激电场分析研究未来的发展趋势。     

多语者第二语言脑加工的功能磁共振成像

目的 研究多语者默读英语时,脑的功能活动.方法 12名广州话母语右利手大学生,男7女5,年龄21～22岁.默英语单词,运用功能性磁共振成像对作业过程中的被试进行扫描,用AFNI软件对数据进行统计分析.结果 执行英语单词默读作业时,小脑,右(BA18),右颞叶下部(BA20),左前额叶下部(BA47),左前额叶中部(B10),右豆状核,左前额叶上部(BA9),左前额叶上部(BA6)有明显激活.结果 显示,左侧额叶与英语加工有关,右侧颞叶、小脑参与.结论 英语加工,多语者布洛卡脑区激活不显著,主要分布在其他区域.     

磁刺激中深度感应电场分布的计算

磁刺激是利用变化磁场产生的感应电场作用于可兴奋人体组织的过程.根据磁刺激感应电场理论,计算8字形和四叶形线圈刺激深度感应电场的分布.结果表明通过线圈的电流方向直接影响感应电场的聚焦性.8字形线圈电流方向相反时用于刺激大脑皮层神经效果较好,而四叶形线圈电流方向左右相反,上下相同时,刺激外周神经纤维效果较好.     

功能性电刺激技术在截瘫行走中的应用研究进展

截瘫是由脊髓损伤所造成的双下肢严重残疾,近年来的发病率呈显著上升趋势。截瘫最主要的病症就是行走能力的丧失。经过40多年的研究表明,功能性电刺激技术能成功地恢复截瘫患者的部分运动功能,是现代康复工程领域很有应用前景的一项新技术,正在受到越来越多的重视。本文专门针对用于截瘫行走的功能性电刺激技术,介绍了与之相关的背景知识和研究进展。     

基于复杂网络的磁刺激内关穴脑皮层功能连接分析

将磁刺激技术、脑电图与传统穴位理论相结合,研究穴位刺激引发的大脑皮层功能网络协同调控过程。利用组独立成分分析、标准低分辨率脑电磁断层成像,对14名健康被试静息态、磁刺激内关穴的脑电信号进行反演,确定脑网络节点。通过短时傅里叶变换和互相关方法,计算α频段功率谱间的互相关系数,基于t检验、错误发现率,校正(FDR)构建脑网络连接边(P＜0.05, FDR校正),并对脑皮层功能连接进行分析。结果表明,磁刺激时与运动相关脑区节点的功能连接减少22.9%,与情绪、记忆相关脑区节点的功能连接增多93.8%,位于额叶和颞叶节点的功能连接增多21.2%。磁刺激内关穴引起的脑皮层功能网络拓扑结构变化与穴位自身功能相吻合,为揭示穴位调控机理提供新线索。