【摘要】：快節(jié)奏、高壓式的現(xiàn)代生活,人口老齡化、環(huán)境惡化等社會(huì)問(wèn)題,導(dǎo)致癲癇患者數(shù)量急劇增加,給個(gè)人、家庭及社會(huì)造成極大負(fù)擔(dān)。與此同時(shí),癲癇的傳統(tǒng)治療法與神經(jīng)調(diào)控法均無(wú)法解決毒副作用、風(fēng)險(xiǎn)性以及治療昂貴性等問(wèn)題,致使癲癇安全、有效治療陷入瓶頸�；诖�,本課題組首次提出將皮秒脈沖電場(chǎng)(picosecond pulsed electric field,psPEF)和超寬帶天線相結(jié)合的治療方法。該方法可規(guī)避現(xiàn)有治療技術(shù)的局限性,實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、靶向、精準(zhǔn)聚焦治療的目的。然而,psPEF對(duì)細(xì)胞生物效應(yīng)的機(jī)理研究仍處于初步探索階段,且皮秒脈沖調(diào)控腦深部神經(jīng)元發(fā)放的研究更尚屬空白。為給新治療方法提供更多的理論基礎(chǔ)支撐和參數(shù)選取依據(jù),本文開展了psPEF調(diào)控神經(jīng)元發(fā)放的仿真與實(shí)驗(yàn)研究。首先,基于PSpice、MATLAB軟件平臺(tái),結(jié)合笛卡爾傳輸網(wǎng)格模型和HH模型,建立HH模型的3D電路模型,仿真分析脈沖電流/電場(chǎng)刺激對(duì)神經(jīng)元發(fā)放的調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明脈沖電場(chǎng)刺激具有脈沖電流刺激的所有調(diào)控效應(yīng),且與之相比具有超極化抑制作用,抑制機(jī)制主要與去極化阻滯或閾電位水平提高有關(guān)。進(jìn)而,考慮抑制病灶區(qū)神經(jīng)元過(guò)度興奮可治療癲癇,對(duì)3D HH神經(jīng)元電路模型進(jìn)行優(yōu)化,建立海馬CA1區(qū)(癲癇病灶區(qū))神經(jīng)元3D電路模型,仿真分析psPEF刺激強(qiáng)度、刺激脈寬、刺激頻率、刺激時(shí)長(zhǎng)分別對(duì)海馬CA1區(qū)神經(jīng)元簇(burst)發(fā)放的調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明psPEF可抑制海馬CA1區(qū)神經(jīng)元burst發(fā)放,抑制效果對(duì)刺激頻率依賴性較強(qiáng),增加刺激時(shí)長(zhǎng)可顯著提高抑制效果。同時(shí),研究表明psPEF抑制海馬CA1區(qū)神經(jīng)元burst發(fā)放的主要作用機(jī)制在于阻斷I_(NaP)。最后,本文開展了psPEF調(diào)控SD大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元spike發(fā)放的在體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明psPEF可有效抑制在體海馬CA1區(qū)神經(jīng)元spike發(fā)放,抑制效果與psPEF刺激頻率和刺激持續(xù)時(shí)長(zhǎng)均有關(guān)。綜上可知,psPEF可有效抑制神經(jīng)元興奮,表明psPEF有望應(yīng)用于治療癲癇等神經(jīng)元異常興奮所致的疾病。研究結(jié)果可為后續(xù)psPEF匹配超寬帶天線實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、靶向、精準(zhǔn)聚焦治療癲癇奠定一定的理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM15;R742.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 郭飛;李成祥;姚陳果;唐賢倫;陳功貴;;損耗介質(zhì)透鏡實(shí)現(xiàn)皮秒脈沖電場(chǎng)在乳房組織模型中的聚焦[J];高電壓技術(shù);2015年04期

2 李路明;郝紅偉;;植入式神經(jīng)刺激器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];中國(guó)醫(yī)療器械雜志;2009年02期

3 郝紅偉;李路明;馬伯志;陳昭陽(yáng);劉方軍;薛林;曹洋;董婕;;一種可編程植入式神經(jīng)刺激系統(tǒng)[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2008年02期

本文編號(hào)：2771021