ارایه ساختاری مبتنی بر سیستم های میکروالکترومکانیکی برای تحریک مغز جهت بهبود بیماری پارکینسون
/مجید معماریان سرخابی
: مهندسی برق وکامپیوتر
، ۱۳۹۵
، افشاری
چاپی
دکتری
مهندسی برق والکترونیک
۱۳۹۵/۱۱/۰۵
دانشگاه تبریز
در این تحقیق روش نوینی برای تحریک خارج جمجمهصای مغز موش آزمایشگاهی با حداقل تاثیر در نواحی غیر هدف ارائه شده است .بدین منظور ساختار جدیدی برای شکل هسته تحریک و سیمصپیچصهای کلاف شده به آن طراحی، شبیهصسازی و ساخته شده است که قابلیت متمرکز کردن شار مغناطیسی در هسته هدف مغز را دارد .مدار الکترونیک قدرت جدیدی برای تولید پالس جریان بالای تحریک طراحی و ساخته شده است که میصتواند مقدار دامنه، فرکانس و مدت زمان اعمال پالس را کنترل نماید .برای اولین بار در این پژوهش از مفهوم وکسل جهت بیان رزولوشن تحریک مغناطیسی ارائه شده است .برای صحتصسنجی سیستم ساخته شده، تجهیزات مورد نیاز جهت ثبت شار مغناطیسی در عمق مغز ارائه شده است .جابجاکننده دقیقی با قابلیت حرکت با قدمصهای ۴۰۰ میکرومتری، سیمصپیچ/هسته تحریک و موش آزمایشگاهی را جابجا میصکند تا میزان شار مغناطیسی در نواحی مختلف مغز موش اندازهصگیری شود .میکروکنترلر نوع ARM با صفحه لمسی جهت مانیتورینگ و کنترل کلی سیستم استفاده شده است .نتایج آنالیز اجزا محدود و آزمایشات حیوانی انجام شده حاکی از آن است که مقدار رزولوشن وکسلی میصتواند در ساختار ارائه شده به ۱.۱۵۲ میلیصمتر مکعب برسد .مطمئنا نتایج این تحقیق قدم مثبتی را برای انجام آزمونصهای انسانی و بهبود بیماری پارکینسون بر خواهد داشت
This research was performed to investigate the ability of transcranial magnetic stimulation (TMS) to evoke the deeper areas of the brain with a minimal impact on non-target areas. To reach this goal, a novel core design in a semi-hexagonal shape with the arrow tips was utilized to collect a magnetic field in the selected target region. In addition, a new circuit topology was presented to generate stimulative pulses with optimal amplitude, frequency, and duration. For the first time in this research voxel resolution was proposed and exploited to evaluate the TMS system accuracy. To study the induced potential in different parts of the brain and its related resolution, a custom-made recording electrode and a micromanipulator were employed. They provided the linear movement in all Rostral/Caudal, Dorsal/Ventral, and Medial/Lateral orientations. The ARM cortex-M microcontroller managed the stimulation and recording sessions. After performing the finite element analysis, the researcher developed a prototype of the proposed system and tested it in vivo on the intact WAG/Raj rat. The results showed that spatial resolution could be significantly enhanced by employing the proposed TMS concept. The outcomes of animal trials have raised some hopes to apply the knowledge of this article in the clinical contexts