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.     

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。     

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.     

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     

磁刺激8字形线圈的结构对感应电场分布影响

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.8字形线圈由于结构简单,常用于磁刺激中.故根据磁刺激感应电场理论,对8字形线圈改进了两种空间结构,计算其刺激深度感应电场分布,并与改进前作比较,结果表明扇形空间结构聚焦性好,更利于磁刺激兴奋点定位.     

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。     

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。     

脑部磁刺激磁场和感应电场的初步研究

作为脑部磁刺激研究的一项基础工作，本文建立了刺激磁场中的球形头模型，对方形线圈在其内产生的时变磁场和感应电场进行了理论研究。导出了Ｂ，Ｅ，Ｊ的解析表达式，分析了场的特性和刺激强度的分布规律。为进一步探索时变磁场对人脑的最佳刺激方式和作用机理提供了初步的理论基础。     

影响感应电场分布的线圈设计因素分析

本文理论上分析了影响头部磁刺激感应电场分布的各种因素,包括刺激线圈的形状、线圈的直径、直径与刺激深度比的影响以及线圈间距和通过线圈电流方向的影响等。分别计算了这些因素的变化引起的感应电场的变化情况,结果表明当直径为刺激浓度的２－４倍时刺激的定位性能较好。     

磁刺激中脑内感应电场的计算

本研究建立了脑部分层模型，提出了传统感应电场计算方法与时域有限差分法相结合计算磁刺激中脑部各点瞬态感应电场值的方法，对圆形线圈和8字形线圈在头内产生的感应电场进行了理论推导，有助于进一步探索脑部磁刺激最佳刺激方式和作用机理。     

Integrin-Dependent Human Macrophage Migration Induced by Oscillatory Electrical Stimulation

Electrical stimulation has been used to promote wound healing. The mechanisms by which such stimulation could interact with biological systems to accelerate healing have not been elucidated. One potential mechanism could involve stimulation of macrophage migration to the site of a wound. Here we report that oscillatory electric fields induce human macrophage migration. Macrophages exposed to a 1 Hz, 2 V/cm field show an induced migration velocity of 5.2±0.4 ×10^-2 m/min and a random motility coefficient of 4.8±1.4 ×10^-2 m²/min on a glass substrate. Electric field exposure induces reorganization of microfilaments from ring-like structures at the cell periphery to podosomes that are confined to the contact sites between cell and substrate, suggesting that the cells are crawling on glass. Treatment of cells with monoclonal antibodies directed against ₂-integrins prior to field exposure prevents cell migration, indicating that integrin-dependent signaling pathways are involved. Electric fields cause macrophage migration on laminin or fibronectin coated substrates without inducing podosome formation or changes in cellular morphology. The migration velocity is not significantly altered but the random movement is suppressed, suggesting that cell movements on a laminin- or fibronectin-coated surface are not mediated by cell crawling. It is suggested that electric field-induced macrophage migration utilizes several modes of cell movement, including cell crawling and possibly cell rolling. ©     

磁刺激人体可兴奋组织的建模及其感应电场的三维分析

磁刺激是利用时变电流流入线圈,产生时变磁场,从而在组织内感应出电流使某些可兴奋性组织产生兴奋的一种无创的诊断和治疗技术.本文建立了磁刺激可兴奋性组织的一般模型.确定了一些无量纲参数,对感应电场的分布函数进行无量纲化,并给出了电场强度三维分布的计算机仿真.文中分析和讨论了决定刺激聚焦和刺激深度的因素,确定了设计合理的磁刺激线圈和可以使刺激效果和磁刺激装置都得到优化的依据.     

磁刺激人体可兴奋组织的模及其感应电场的三维分析

磁刺激是利用时变电流流入线圈,产生时变磁场,从而在组织内感应出电流使某些可兴奋性组织产生兴奋的一种无创的诊断和治疗技术。本文建立了磁刺激可兴奋性组织的一般模型。确定了一些无量纲参数,对感应电场的分布函数进行无量纲化,并给出强度三维分布的计算机仿真。文中分析和讨论了决定刺激聚焦和刺激深度的因素,确定了设计合理的磁刺激线圈和可以使刺激效果和磁刺激装置都得到优化的依据。     

头部组织感应电流磁共振电阻抗成像仿真研究

将感应电流磁共振电阻抗成像(IC-MREIT)应用于人体头部组织电导率重构,并在三层球头模型上进行仿真研究.首先建立二次磁场Z方向磁感应强度摄动对有限元头模型中单元电导率摄动的灵敏度矩阵;然后分析系统中激励线圈个数、激励线圈与三层球头模型相对位置及激励线圈半径等因素对灵敏度矩阵性态的影响,为IC-MREIT系统激励线圈优化设计提供指导;最后采用灵敏度矩阵法对三层球头模型非均匀电导率分布进行重构,仿真结果证明IC-MREIT技术用于重构头部组织电导率分布是可行的,在无创头部组织电导率检测领域具有潜在的应用价值.     

磁刺激穴位对大脑功能网络的影响

基于复杂网络理论,研究磁刺激穴位时大脑功能连接的变化情况.利用互相关和互信息方法,分析了7名被试内关穴磁刺激前、刺激中、刺激后同步脑电信号的通道间关联特性,构建了大脑功能网络,并利用复杂网络分析方法对其进行了中心化程度评价,分析了几种状态下的关键脑区.结果表明:1 Hz刺激与刺激前相比,顶叶内部、顶叶与中央区节点间的关联程度发生了统一增强,额叶与枕叶、额叶与顶枕叶节点间的关联程度发生了统一减弱;3 Hz刺激与刺激前相比,统一增强的区域集中在额叶内部、中央区内部、额叶与中央区、额叶与顶叶、额叶与颞叶、中央区与颞叶、中央区与顶叶节点之间.度值较大的节点主要分布在额叶和中央区,介数值较大的节点主要分布在顶叶、中央区以及顶枕区.此研究有助于揭示磁刺激穴位对大脑功能网络的影响.     

经颅磁刺激诱发脑电位的小波分析

使用小波变换研究经颅磁刺激诱发的大脑皮层内电位的时频特性.结果表明,其诱发电位在时域内具有不同的波形、周期和潜伏期,具有兴奋性反应和抑制性反应.反应电位的连续小波变换谱由亮暗相间的锥形能量区组成,小波变换谱的高频区提供了能量的快速时变过程特性,低频区提供了能量的频率特性.本研究揭示了经颅磁场刺激诱发的在大脑皮层内的神经反应电位在时-频域的基本模式,对于脑科学的机理研究和临床应用均有重要意义.