一种使用脉冲振幅调制与推拉电流源的高频时间干扰替代电流刺激装置

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 神经科学是一个神经科学.
• 电气工程 电气工程

背景情况:

• 在常规频率下,跨交替电流刺激 (tACS) 面临着高阻抗和功率损失的挑战.
• 现有的产生高频刺激电流的方法复杂,需要专门的硬件.
• 有效的神经调节需要精确控制向目标组织输送电流.

研究的目的:

• 提出和验证一个高频脉冲振幅调制时间干扰 (PAM-TI) 电流刺激装置.
• 通过使用高载波频率 (100 kHz) 来克服传统tACS的局限性.
• 展示一种简化方法,使用补充脉冲宽度调制 (PWM) 产生高频电流.

主要方法:

• 使用两种振幅调节的跨交替电流刺激 (AM-tACS) 源,频率为f0 (2kHz) 和f1 (2.01kHz),以在100kHz的载波频率上产生10Hz的信封.
• 采用了补充脉冲宽度调制 (PWM) 和推拉技术用于高频电流生成和平衡.
• 将PAM电路直接集成到电极中,并使用干式针式弹式电极.
• 使用模仿头皮组织的幻影来验证设备的性能.

主要成果:

• 高载波频率 (100 kHz) 有效地降低了体阻抗,并保留了刺激功率,以便更好地透.
• 基于PWM的方法与传统的MCU和DAC方法相比,简化了高频电流的产生.
• 集成的PAM电路和专用电极将信号衰减和头发干扰降到最低.
• 幻影研究证实了设备的有效性和当前的方向性.

结论:

• 拟议的PAM-TI刺激装置为高频神经调节提供了一个有希望的方法.
• 该技术有效地解决了与传统tACS相关的功率损失和阻抗问题.
• 简化的硬件设计和集成组件为更高效和更容易获得的神经调节技术铺平了道路.