Sim4life關(guān)于短脈衝微磁刺激迷走神經(jīng)方面的模擬

短脈衝微磁刺激迷走神經(jīng)

迷走神經(jīng)刺激(VNS)

• 常用於治療頑固性癲癇及憂鬱癥
• 迷走神經(jīng)包含了80%的傳入神經(jīng)纖維，及20%的傳出神經(jīng)纖維
• 目前常見手法：將電流傳送到一對(duì)與左頸部迷走神經(jīng)電接觸的電極，以非選擇性地瞄準(zhǔn)傳入迷走神經(jīng)纖維。 這些有髓鞘傳入纖維終止於腦幹的孤束核，被認(rèn)為透過進(jìn)一步投射到其他大腦區(qū)域來提供治療效果
• VNS主要是刺激迷走神經(jīng)的傳入神經(jīng)纖維，若不甚刺激到傳出神經(jīng)纖維會(huì)造成緩慢性心律失常風(fēng)險(xiǎn)
• 現(xiàn)階段遇到的問題：如何選擇性的刺激傳入神經(jīng)纖維
• 方法：電極設(shè)計(jì)，脈衝波優(yōu)化
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• 現(xiàn)有解決方案
• 神經(jīng)纖維招募主要取決於活化閾值，現(xiàn)有 1.陽極阻斷 2.高頻阻斷 來改變纖維招募的方向性
• 缺點(diǎn)：1. 因解剖學(xué)上的差異，可重複性低 2. 植入VNS的疤痕會(huì)把電極包裹，導(dǎo)致療效降低 3.電極和組織介面引起的氧化還原反應(yīng)，使得周圍組織的pH值降低，引起發(fā)炎反應(yīng) 4.某些情況下VNS脈衝可能會(huì)導(dǎo)致電荷累積 4. 因電解副產(chǎn)物的聚積而產(chǎn)生不可逆的損傷(EX. 不期望的刺激及電穿孔)
• 短脈衝微磁刺激 mMS
• 可實(shí)行選擇性刺激，降低緩慢性心律失常
• 以空間定向的方式將突觸活化或抑制神經(jīng)元
• 根據(jù)磁場(chǎng)通量的方向，mMS可在線圈下方神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的軸突上產(chǎn)生動(dòng)作電位 (Patch-clamp experiments)
• μMS可刺激體外腦切片中皮質(zhì)錐體神經(jīng)元的狹窄區(qū)域（<60 μm），這有助於避免傳遞軸突的同時(shí)活化
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• 電磁模擬-線圈設(shè)計(jì)(螺旋管狀線圈 電磁模擬-線圈設(shè)計(jì)(螺旋管狀線圈 vs 平面螺旋線圈)
• 平面螺旋線圈比螺旋管狀線圈之電場(chǎng)強(qiáng)度增加了1.53倍
• 平面螺旋線圈也有較好的刺激深度
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• 電磁模擬-電刺激與磁刺激比較
• 比較兩種不同型態(tài)的神經(jīng)束
• 電刺激及磁刺激
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• 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)配置動(dòng)物實(shí)驗(yàn)配置
• 呼吸頻率(RR)
• 心律(HR)
• 動(dòng)脈血壓(ABP)
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• 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
• eVNS ：在所有鼠案例中呼吸頻率(RR)、心律(HR)及動(dòng)脈血壓(ABP)皆出現(xiàn)下降
• mM-VNS：62.5%呼吸頻率(RR)下降，心律(HR)及動(dòng)脈血壓(ABP)無明顯變化
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• 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
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• 結(jié)論
• 以數(shù)值電磁模擬估算頸迷走神經(jīng)中電場(chǎng)強(qiáng)度及空間分布，提出最佳線圈方向輪廓
• mM-VNS可做為eVNS之替代技術(shù)：
  短脈衝微磁刺激迷走神經(jīng)可減少刺激產(chǎn)生之副作用
  降低MRI中射頻引起發(fā)熱之風(fēng)險(xiǎn)