Från herr bilder till elektriska fält: Modeling transkraniell magnetisk stimulering
Inledning:
Denna uppsättning instruktioner kommer att visa dig hur du använder SimNIBS för att förvandla herr bilder till en 3-dimensionell modell och sedan hur du använder finita element Problemlösaren SEMCAD X för att illustrera det elektriska fältet inducerad från transkraniell magnetisk stimulering (TMS). Varför skulle någon vilja göra detta? TMS växer snabbt som en icke-invasiv metod för hjärnstimulering med behandling av kronisk, resistenta depression, öka minne,-program och i världens första icke-invasiv hjärnan-till-hjärnan kommunikationssystem. Denna teknik använder ett system av spolar och en stor puls av nuvarande för att framkalla ett varierande magnetfält nära huvudet av personer som får TMS och denna puls inducerar ett elektriskt fält i hjärnan som förändrar neural aktivitet. Med hjälp av finita element simuleringar, kan vi se det elektriska fältet som TMS skapar i hjärnan och försöka förutsäga hur den person som mottar TMS kommer att reagera på behandling. Cool, rätt?
FÖRKUNSKAPSKRAV:
- SEMCAD X (Dyrt)
- SimNIBS (Gratis)
- T1 och T2 herr bilder varje i en komprimerad NIfTI fil (fri uppsättning finns på SimNIBS webbplats)
- Grundläggande kunskaper för att använda Terminal i en linux-miljö
- Teknik eller vetenskap bakgrund (trevligt men inte nödvändigt)
Omfattningen av denna anvisning omfattar inte installation av SEMCAD X och SimNIBS. Om du redan har SEMCAD X men inte SimNIBS, följ följande länk för att se om du har en dator som stöder SimNIBS och gå igenom de angivna stegen. Om du inte har SEMCAD X, kan du maila försäljning för att diskutera köper mjukvaran sviten, men du kan vara bättre lämpad att använda SimNIBS för finita element simuleringar (ingår inte i anvisningarna).
Förväntningar/projektets mål:
Detta projekt kan ta en dag eller två att slutföra, beroende på hur exakt du vill att resultaten ska. En bekväm med denna process användare bör räkna med att spendera mindre än en timme av sin egen tid att gå igenom dessa olika steg, men det kommer fortfarande vara 12 + timmar av tid som datorn kommer att ta att segmentera de medicinska bilderna och köra nödvändiga simuleringar där inga användaråtgärder kommer att krävas.
Projektet har två stora mål, först med att använda herr bilder för att skapa en huvudet modell, och för det andra att använda denna modell för att illustrera det elektriska fältet studeras i hjärnan via TMS. Dessa två stora mål är relativt oberoende av varandra så att du kan välja att skapa modeller utan simulera TMS och du behöver inte skapa en ny huvud modell varje gång du vill köra en ny simulering.
När simuleringarna är klar, kommer du att kunna visa det resulterande elektriska fältet.