印刷回路板ベースのミニチュア・オートゴーナル・コイル・アレイを使用して,トランスクレニアル・磁気刺激の3次元磁場測定

科学分野:

• 神経調節と医療機器工学
• 電磁学とセンサー技術

背景:

• トランスクラニアル磁気刺激 (TMS) は神経疾患の治療の可能性を秘めているが,有効性には正確な磁場標的化が必要である.
• TMSコイルのための既存の磁場測定技術は,しばしば,最小化と実用的なアプリケーションを阻害する,限られた次元検出能力を持つ複雑で大きいプローブを含みます.
• 現在の測定方法における精度と複雑性のトレードオフは,高度なTMSデバイスの開発を制限しています.

研究 の 目的:

• シンクロンで3次元 (3D) の磁場構成要素を測定するための小型化された印刷回路板 (PCB) 統合コイル配列を開発し,検証する.
• TMS アプリケーションの精度,複雑性,小型化という点で,従来の測定プローブの限界を克服する.
• TMSコイル,特にフィギュア8コイルによって生成される磁気流を特徴付けるための費用対効果の高い実行可能なソリューションを提供すること.

主な方法:

• 直角磁場構成要素 (Bx,By,Bz) を測定できるコンパクトPCB統合コイル配列 (11.10 mm × 9.10 mm × 1.60 mm) の設計と製造.
• 自作と商用フィギュア8TMSコイルの両方で生成された磁場分布のシミュレーションと実験的測定.
• 実験結果をシミュレーションデータと比較し,気になる線 (LOI) 沿いのパフォーマンスを評価することによって,測定プローブの精度を検証する.

主要な成果:

• 開発されたPCB統合コイル配列は,シミュレーションと比較してLOIに沿って5% (x方向),10% (y方向),15% (z方向) 以下の相対エラーで3D磁場コンポーネントの一貫した測定を証明しました.
• 商用フィギュア8コイルからの磁気流動密度の変動の測定は,指定された空間位置でのシミュレーションデータと一致する傾向を示した.
• 統合されたコイル配列は,従来の精度-複雑性のトレードオフを克服し,小型化され,簡素化された測定ソリューションを提供します.

結論:

• 提案されたPCB統合コイル配列は,TMS誘発磁場の正確で実行可能な特徴付けを可能にし,実験結果はシミュレーションと密接に一致します.
• このコンパクトで費用対効果の高い探査機は,臨床TMSアプリケーションでコイルの正確な位置づけを容易にし,潜在的にオフターゲット副作用を軽減します.
• この技術は新しいTMSコイルのテストと開発を加速し,効率的な神経調節療法の進歩に貢献します.