基于相控阵聚焦的经颅磁声电刺激仿真与实验分析

来源：电子测量技术杂志2021年第20期北京时间：

作者：张帅，李梦迪，王艺潇，焦立鹏，徐桂芝

单位：1.河北工业大学 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津 300130; 2.河北工业大学 河北省生物电磁与神经工程重点实验室(筹)天津 300130

摘要：经颅磁声电刺激方法在颅内产生的感应电场分布是决定神经调控精度的关键因素。相控阵可产生高聚焦度声场，但其结构参数与颅内感应电场之间关系尚不明确。本文建立了包含相控阵的三维有限元模型，计算了声场分布并采用焦区横截面积、焦区深度、声强和电场强度为评价指标。设计仿体实验测量了焦点处实际电场强度。以Wistar大鼠为实验对象，考察了相控阵在0.8MHz中心频率，不同阵元数下与0.3T静磁场耦合作用对大鼠局部场电位的作用规律。结果表明：增加阵元数目可提高焦区电场强度，进而降低局部场电位低频段（4-30Hz）振荡频率，增加高频段（30-80Hz）能量，揭示了基于相控阵聚焦的经颅磁声电刺激对神经元兴奋性的调节机制，为经颅磁声电刺激系统设计与相控阵结构参数选择提供参考。

关键词：经颅磁声电刺激;相控阵;时频分析;放电节律

基金资助：国家自然科学基金面上项目（51877069）资助