经颅磁刺激电磁场分析系统设计

为了对经颅磁刺激下大脑内部磁场分布和变化规律进行准确分析,并对刺激线圈进行个性化设计,设计了经颅磁刺激电磁场分析系统.利用有限元方法,建立真实头模型,对线圈产生的脉冲磁场整个过程做全面的电路磁场混合分析,仿真不同线圈参数在脑内产生的效果.同时,根据临床磁刺激需要,结合数据库技术对磁刺激线圈参数进行自动优化选择.实验表明,该系统分析准确,为实际刺激线圈的制作和临床刺激强度的选择提供了依据.     

经颅磁刺激诱导人愉快状态的研究

经颅磁刺激具有无创性和安全性，为了研究使人获得愉快感觉的磁刺激在大脑特定部位施加的频率和强度，通过听拉德斯基进行曲形成愉快状态，同时用128导联数字脑电系统采集脑电波信号并进行功率谱分析，确定产生愉快感觉的特征频率是32Hz．利用ASA源分析软件对愉快的发生源区域进行偶极子定位，发现愉快的发生区域集中在脑桥腹侧正中下部的区域．对该区域施加频率为32Hz的脉冲磁场刺激5min，发现人的愉快程度明显提高．     

基于重复经颅磁刺激的脑功能网络分析

基于脑功能网络探究重复经颅磁刺激对大脑皮层神经交互作用的影响.利用基于图论的复杂网络理论,进行了经颅磁刺激作用于皮层所诱发脑电信号的脑功能网络分析.采用重复刺激对大脑运动区进行刺激,分别构建了安静状态下、磁刺激运动区状态下的脑电信号的脑功能网络,对脑功能网络全局参数和局部参数进行了图像直观表述和统计学分析.结果发现,磁刺激运动区状态下相比于安静状态下的脑功能网络全局参数和局部参数都发生了明显改变,经统计学分析对比具有显著性差异.     

不同刺激条件下经颅直流电刺激的仿真

经颅直流电刺激是一种非侵入式的脑刺激方法。为了优化电刺激中电极与刺激强度的选择,基于人体头部解剖结构,建立了4层同心球体有限元模型,通过数值计算方法,讨论了不同刺激电极面积和电流强度对大脑表面电场和内部电场的影响。结果表明:提高刺激电流能够增大整个大脑区域的电场强度。刺激的有效强度面积比率与电极面积呈良好的线性关系。且减小刺激电极面积,可增加大脑皮层与内部的电场强度比例。在实际应用中,应根据刺激脑区的位置和刺激强度的要求,合理选择电极面积大小及刺激电流强度。该研究对经颅直流电刺激参数的选择具有一定的参考意义。     

护理路径对预防经重复颅磁刺激治疗癫痫患者不良反应的研究

应用经重复颅磁刺激治疗癫痫的过程中护理路径对于预防不良反应的研究。2015-2016年兰州大学第二医院治疗的88例癫痫患者为对象,采用随机分组分为实验组和对照组各44例。在经颅磁刺激治疗基础上,实验组采用临床护理路径进行护理,对照组采用常规护理方法;对比2组有效率及不良反应发生率。实验组明显高于对照组,不良反应低于对照组,差异均有统计学意义(P0.05)。在应用经重复颅磁刺激治疗癫痫的过程中,护理路径对于预防不良反应更显著,且可有效降低不良反应发生率,值得临床应用与推广。     

经颅直流电刺激有限元仿真的研究进展

经颅直流电刺激有限元仿真是一种基于头部有限元实体三维模型分析经颅直流电刺激电流分布的数学分析方法。作为一种理论研究方法,其目的是为实际经颅直流电刺激的应用提供相应的理论基础,对实际的操作和实验具有一定的指导意义。综述了经颅直流电刺激有限元仿真的研究现状,分析了经颅直流电刺激的头部三维实体模型的建立及优化、电极片设计及定位等关键技术,展望了经颅直流电刺激的研究趋势和方向。     

重复经颅磁刺激治疗强迫症的研究进展

强迫症(OCD)是一种严重的慢性致残性疾病.尽管有多种方法可以用以治疗强迫症,但仍有10%的患者难以治愈.对于这种具有抗药性的强迫症患者,重复经颅磁刺激(rTMS)是近阶段兴起的一种新的治疗方法.近年来,很多学者尝试使用rTMS治疗不同症状的强迫症病人,但其各研究的样本大小、患者因素、刺激部位和刺激参数的差异对疗效造成不同程度的影响.本文旨在从刺激部位入手,探讨经颅磁刺激的基本原理和强迫症的病理生理学基础,对rTMS刺激不同脑区治疗强迫症的有效性进行综述.     

脑部微电击可提高大脑运算能力

英国研究人员最新一项研究表明，人脑在经过短时间的微电流刺激和训练后，其计算能力可以得到明显提高，且效果可维持长达半年。这一研究成果发表在《当代生物学》期刊上。在英国牛津大学和伦敦大学学院研究人员所进行的这项研究中，51名志愿者被分成测试组和对照组两个组别，进行同样的数学能力培训。在为期5天的培训中，研究人员使用一种称为经颅随机噪声刺激（TRNS）的技术对25名测试组成员脑部被认为与运算能力有关的区域进行轻微的电击。     

基于TMAES对GrC神经元放电活动影响的仿真

经颅磁声电刺激（TMAES）是一种新型无创的脑神经调控技术,具有良好的应用前景.该技术利用静磁场和超声波共同作用所产生的磁声电效应,在神经组织中产生感应电流,进而对神经组织实施刺激.作者基于小脑颗粒细胞模型（GrC模型）,建立了突触连接GrC模型,对TMAES刺激下突触连接GrC模型的动作电位进行仿真,分析了动作电位的传播方向.在TMAES神经元的不同突触连接方式下,对比了兴奋性与抑制性对神经元放电的影响.通过改变抑制点的位置分析了抑制作用在TMAES下对神经元放电模式的影响.仿真结果显示,经颅磁声电刺激对GrC模型神经元放电节律具有重要影响.实现了两个神经元突触连接模型在TMAES下的仿真,对进一步发掘和研究神经元的传导及连接模式具有重要意义.     

动物交变磁诱导系统的实验设计

交变磁场的生物效应是近年医学领域研究的热点课题之一。进行了交变磁场调节人大脑精神状态的研究,设计了一套适用于动物的经颅磁诱导系统,采用环形单线圈作为磁场的产生装置,利用单片机产生不同模式的模拟信号,并通过功率放大电路,驱动线圈产生所需磁场,从而在动物颅脑中心感兴趣的区域产生500Gs的磁场。测试表明,该系统性能稳定,满足动物实验的要求。     

基于Mean-Hodgkin-Huxley模型的经颅磁声刺激对神经元放电的调控作用研究

经颅磁声刺激(Transcranial magneto-acoustical stimulation,TMAS)逐渐成为一种治疗精神神经类疾病的新技术.本文使用Mean-Hodgkin-Huxley神经元模型来解析TMAS下神经元的放电节律.仿真结果显示:同一刺激电流密度下,随着电流的密度与频率比的增加,膜电势的幅值减...     

基于Ansoft Maxwell经颅磁刺激线圈参数化设计

线圈优化设计是经颅磁刺激应用的关键技术。为了设计不同规格的线圈,本文基于有限元分析软件Ansoft Maxwell开发了经颅磁刺激线圈的优化设计与仿真系统。利用本文所开发的软件可以计算不同参数的线圈的电感值,以及在刺激强度达到运动阈值时该线圈所消耗的能量、所需要的激励源电压以及激励源电路的电容值大小等。本文所提出的参数化设计可以提高设计人员的开发效率且能够保证线圈质量,并且可以为线圈的设计与优化以及激励源的电路设计提供理论支持。     

小脑经颅直流电刺激技术提升运动表现的应用

小脑是脑皮层下的一个重要运动调节中枢,它与大脑不同皮层区域在解剖和功能上紧密连接,配合大脑皮层完成机体的运动功能和运动学习。经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)是一种非侵入性的脑刺激技术,通过电极将微弱的电流作用于小脑能有效地提升皮层脊髓兴奋性和调控小脑与大脑皮层间的功能连接。本文系统梳理近20年国内外关于tDCS刺激小脑对提升人类运动表现影响的相关文献,研究结果表明tDCS刺激小脑可以改善人体的运动表现,如姿势控制、运动适应与运动学习、肌肉力量表现等。然而,tDCS刺激小脑的生理机制和刺激强度、刺激时间、刺激时间间隔等参数的选择有待进一步研究。未来的体育科学研究中,如何将tDCS刺激小脑的技术应用于运动训练,帮助运动员突破现有的运动能力仍有待深入探究。     

基于可变恒流源的经颅直流电刺激仪设计

经颅直流电刺激仪是一种基于直流电流对大脑进行无创干预的医疗设备,为改善其干预手段相对单一的问题,设计了输出电流可变的经颅直流电刺激仪。在可变恒流源电路中,单片机最小系统完成按键控制和中断触发功能, MCP4725芯片和XTR111芯片实现数模转换和电压到电流的转换并输出刺激波形。采用可变恒流源电路的直流电刺激仪可实现正弦波、方波、三角波3种模式的输出,刺激波形输出频率以步进为20 Hz在0～100 Hz的范围内可调,刺激波形幅度可变范围为0～2 mA。     

多导脑部磁刺激仪的设计与仿真

大脑神经系统可由外部的时变磁场加以无创刺激，考虑到要对大脑多个不同部位同时进行刺激的情况，提出了一种由多线圈组成的多导脑部磁刺激系统．用有限元分析软件ANSYS模拟了线圈阵列工作时所产生的磁场，并与实验测得的磁场进行了比较．结果表明，软件仿真的数据精度误差在6％以内，并总结出变化规律：随着刺激线圈个数的增加，中心线圈轴线上同位置处的磁感应强度逐渐加大，与单线圈工作时相比，磁刺激深度得到了有效改善．     

经颅磁刺激圆形线圈变形对空间磁场分布的影响

为了降低在经颅磁刺激中对非靶点位置的刺激,使其具有更好的磁聚焦性,设计了一种变形折叠圆线圈。计算了其空间磁场分布,并与传统圆形线圈进行比较。结果表明,变形圆形线圈能有效降低传统圆形线圈一侧的磁场峰值,同时另一侧磁场峰值基本保持不变,在最佳折叠角60°~75°范围内变形圆线圈具有较好的磁聚焦性。     

基于fMRI与MEG数据融合的大脑语言处理的激活分析

本文对同一组被试进行相同的语言实验任务,同时采集被试的功能磁共振图像数据和脑磁数据,通过对两种神经成像技术进行融合,弥补两种方法在分辨率上各自存在的不足.本实验采用fMRI-MEG数据融合的方法对采集的数据进行处理,得到了具有高时空分辨率的信号,从而能够更加精确地对大脑在处理语言任务时的激活区域进行定位.通过激活区域分析,更好地理解大脑在处理语言任务时的工作机制.由本实验可以推断大脑在处理语言任务的过程是:听觉冲动首先传导到听觉区域并产生听觉,同时韦尼克区会强烈激活,随后神经传导到运动性语言中枢控制所有与运动有关的皮质以做出相应的反应.     

大脑对于外界刺激反应的EIT电压变化的研究

在探讨EIT技术工作原理的基础上,进行了大脑受到外界刺激反应的非侵入实验的实验方法研究及实验方案论证,根据大脑分别接受外界听觉和视觉刺激时所记录的实验数据,得出了不同电极对电流驱动情况下参考数据的变化曲线,听觉和视觉的EIT数据对应于参考数据的变化曲线,以及同一个测试对象在不同刺激(听觉和视觉)时的EIT电压变化曲线.通过对所得到的曲线进行比较、分析,发现了两种不同外界刺激下大脑电参数变化所引起的EIT电压变化的规律,为进一步实现EIT图像重构,分析大脑的活动规律奠定基础.     

基于格兰杰因果关系的磁刺激内关穴脑功能网络的研究

磁刺激具有有效、无痛、无损伤、易于重复和操作简便等显著的优点,在中枢神经功能检测和神经功能恢复等方面具有广泛的应用价值.穴位是中医针灸调控神经系统由体表刺激到体内的切入点,对研究大脑调控机制和疾病的治疗有重要意义.本研究利用格兰杰因果关系构建基于磁刺激内关穴（PC6）的脑电（EEG）信号的脑功能网络,探究大脑的因果关系变化规律,并对比分析了安静和磁刺激两种状态下的脑功能网络的拓扑性质.研究表明,磁刺激内关穴前整个大脑系统的信息流向是平衡的,而磁刺激内关穴后额叶区的格兰杰因果关系的强度增加,且信息流向主要由额叶流向枕叶.顶叶区C4介数中心性强度显著提高.网络的传输效率提高,网络的"小世界"属性增强.     

磁刺激促进睡眠方法研究

提出一种磁刺激促进睡眠的方法，据此进行的动物实验表明：与对照组比较，这种磁刺激能有效地影响，调节脑电活动，促进睡眠（P＜0．01）。