اطلاعات تکمیلی در مورد روش تحریک الکتریکی غیرتهاجمی نواحی عمیق مغز

بدینوسیله به اطلاع پژوهشگرانی که طرح آن­ها پس از غربالگری اولیه مجوز ورود به مرحله شبیه‌سازی را بدست آورده است می­‌رساند که نیاز است تا شبیه‌سازی‌های تمامی مدالیته‌­ها با توجه مدل‌های استاندارد بافت‌­های مغز، پوست و جمجمه که در مراجع و نرم­‌افزارهای معتبر قابل دسترس می‌باشند، انجام شود. جهت یکسا‌‌ن­سازی در زمان ارزیابی، شبیه سازی ایده مدنظر باید در نرم‌افزارهای معتبر مانند COMSOL، HFSS و یا موارد مشابه انجام شود. در مورد طرح­‌هایی که در مدالیته الکتریکی به رقابت می‌پردازند توضیحاتی در ادامه بیان شده است. لازم به ذکر است که اطلاعات بیان شده در ذیل کمینه ویژگی‌ها و شبیه سازی‌هایی می باشد که منطبق بر مقاله منتشر شده توسط گراسمن و همکاران در سال ۲۰۱۷ می باشد که انتظار می‌رود پژوهشگران آن‌ها را در مورد طرح خود انجام دهند. بدیهی است که طرح­هایی که ایده های بیشتری دارند می­توانند شبیه سازی‌های پیچیده تر و بیشتری از طرح خود را نیز ارائه نمایند.

مرحله اول (شبیه سازی رایانه‌­ای در مدالیته الکتریکی):
تیم‌های تحقیقاتی فعال در مدالیته الکتریکی ابتدا لازم است در قسمت تئوری مساله، مغز را به صورت استوانه­ای بی‌نهایت که با ماده‌ همگنی پر شده است مدل کنند و توزیع‌ پتانسیل و میدان الکتریکی در راستاهای ذکر شده در مقاله اصلی این روش (گراسمن و همکاران ۲۰۱۷) را براساس ساختار مشخصی از الکترودها و جریان تزریقی به آن‌ها، ابتدا به روش تحلیلی (در هندسه‌هایی که حل تحلیلی وجود دارد) و سپس به روش عددی محاسبه نمایند. در این حالت رسانایی بافت مغز از رابطه زیر به دست می­‌آید:

σ = ۰٫۳ S/m

در مرحله بعد، مدل مذکور به مدل استوانه همگن با طول محدود، تغییر می‌­یابد و در نهایت مدل استوانه­‌ای چند لایه برای در نظر گرفتن scalp، skull، cerebrospinal fluid و brain استفاده می­‌شود که در این حالت نسبت ضخامت هر کدام از لایه‌های ذکر شده نسبت به شعاع استوانه و رسانایی آن‌ها به صورت زیر است:

لازم به ذکر است که اگر ناحیه تحریک در توزیع بیشینه میدان الکتریکی مدوله شده  در تمام راستاها (مراجعه به مقاله گراسمن ۲۰۱۷) به صورت بیضی مدل کنیم، کمترین قطر بزرگ (b) و کوچک بیضی (a) (نرمالیزه شده به شعاع استوانه) که قابل دسترس تیم­ های تحقیقاتی می­باشد عبارت است از:​

خاطر نشان می­شود که تیم­های تحقیقاتی می­توانند بیشترین رزولوشن مکانی خود را با روش مشخص، آستانه و ابعاد الکترود دلخواه و مشخص گزارش کنند و بدیهی است که بهترین رزولوشن امتیاز بالاتری در مرحله داوری خواهد گرفت.

مرحله دوم (ساخت نمونه آزمایشگاهی در مدالیته الکتریکی):

برگزیدگان داوری تخصصی مرحله اول، حداکثر تا تاریخ ۱۵ اردیبهشت ۹۹ فرصت خواهند داشت تا ضمن تکمیل مستندات فنی و اقتصادی طرح خود، ‌یک نمونه آزمایشگاهی مطابق با طرح اولیه خود ارائه نمایند. نحوه آزمایش عملی نمونه اولیه ساخته‌شده توسط تیم‌­های تحقیقاتی (آزمایش بر روی فانتوم) براساس مقاله منتشر شده توسط گراسمن و همکاران در سال ۲۰۱۷ و به شرح زیر خواهد بود که انتظار می رود پژوهشگران آن­ها را در مورد طرح خود انجام دهند. بدیهی است که طرح­‌هایی که ایده‌های بیشتری دارند می­‌توانند آزمایش‌­های عملی پیچیده‌تر و بیشتری از طرح خود را براساس فانتومی که خود طراحی می­‌کنند نیز ارائه نمایند. به طور کلی هر تیم تحقیقاتی باید حداقل یک فانتوم استوانه‌ای شکل (ساخته شده از شیشه یا پلاستیک شفاف) مورد‌ نظر خود با شعاعی برابر ۶±۳ cm و ارتفاع ۵±۲٫۵ cm با تعداد زوج الکترود مورد نظر خود را طراحی کند. فانتوم از مایع سالین با رسانایی حدود σ = ۰٫۳ S/m پر خواهد شد. تعیین مکان، ابعاد و شکل الکترودها به عهده تیم تحقیقاتی است. تیم‌ها باید بتوانند با تغییر جریان تزریقی به الکترودها به کمک دستگاه تحریک الکتریکی با مشخصات ذکر شده در ذیل که توسط ستاد و در راستای کمک به گروه‌­هایی که امکان ساخت برای آن­ها وجود ندارد، مکان مورد نظر داوران درون فانتوم را تحریک کنند که این عمل به کمک دستگاه ثبت با مشخصات ذکر شده در ذیل، بررسی شده و صحت ادعای هر تیم ارزیابی خواهد شد.
لازم به ذکر است که گروه‌­هایی که در مدالیته الکتریکی مجوز ورود به مرحله دوم را پیدا می‌­کنند، می­‌توانند با انجام هماهنگی­‌های لازم و در زمان­‌هایی که اعلام خواهد شد، آزمایش‌­های خود را با تجهیزات تحریک و ثبتی که ستاد فراهم نموده است و در طی مرحله دوم در آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز مستقر خواهد شد، انجام دهند.

مشخصات فنی دستگاه تحریک در دسترس:

مشخصات فنی دستگاه ثبت الکتریکی در دسترس: