植入体患者的非侵入性脑刺激的安全性:一个计算风险评估

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 医学物理 医学物理

背景情况:

• 使用跨电刺激 (tES) 的非侵入性脑刺激 (NIBS) 越来越多地用于治疗和研究应用.
• 在tES期间存在活跃或被动植入物会带来安全风险,可以改变刺激传递,并产生混信号.
• 需要进行系统的调查,以了解这些相互作用,量化暴露,评估风险,并制定安全指南.

研究的目的:

• 系统地分析与被动和活性植入物存在的tES相关的暴露条件和风险.
• 量化暴露指标,识别风险因素,并提出安全应用的预测策略.
• 建立指导方针和安全标准的基础,用于植入体患者的tES.

主要方法:

• 利用测量,简化通用模型和详细的解剖建模来分析暴露.
• 研究的因素包括植入物设计,定位,痕组织,异性和频率.
• 量化局部场增强,暴露剂量测量,组织加热,神经调节和电容电流注入.

主要成果:

• 典型的tES频率显示,对深度大脑刺激 (DBS) 和立体脑电图植入物,局部暴露增强高达一个数量级.
• 活跃植入物引线中的电容电流注入可以在最坏的情况下达到与被动场增强相似的幅度.
• 在10kHz以上,组织加热成为一个问题,电容效应可能导致类似DBS的电流注入水平;损坏的电线可能会产生不良影响.

结论:

• 使用植入物的tES的安全问题被系统地识别和量化.
• 提供了具体的定量指导,构成了安全标准的基础.
• 建议降低风险的方法,承认研究的局限性.