优化和评估多通道TMS的焦点性

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:

• 多通道跨磁刺激 (mTMS) 允许电子方向导电场,克服单通道TMS (sTMS) 的局限性.
• 在mTMS中优化用于焦点刺激的输入电流仍然是一个挑战.
• 在现实的约束下,不同mTMS设计的系统比较缺乏.

研究的目的:

• 开发一个以用户为中心的框架来优化和评估mTMS焦点.
• 引入一个通用的优化算法和有意义的焦点度量.
• 为了将mTMS线圈阵列与各种皮层目标的传统sTMS进行比较.

主要方法:

• 开发了一个快速优化框架,其中包含了 E-field 约束和电流速率限制.
• 利用9个个体大脑的高分辨率有限元素模型.
• 比较了5通道平面和6/12通道球形mTMS系统与八个的sTMS线圈.
• 使用焦点,Target2Max和过度刺激的Area指标量化性能.

主要成果:

• mTMS在所有目标上实现了与重新定位的sTMS可比的焦点.
• 在表面的目标上,sTMS的焦点度略有提高.
• mTMS对更深的皮质目标 (>25mm深度) 进行了类似的性能.
• 增加道提高了焦点,但需要更强大的电流速率约束.
• 平面mTMS设计在更深的目标中表现出色;球形设计在更多道中得到了改进.

结论:

• mTMS系统的性能与sTMS相当,可以在不需要转位线圈的情况下有效地进行多目标刺激.
• 开发的开源框架有助于设计和评估mTMS系统.
• 这支持目标导向的mTMS开发和应用.