Page 215 - 《应用声学》2023年第2期

第 42 卷 第 2 期 张默涵等： 经颅超声刺激人脑海马的数值仿真研究 403

DC=0.1 DC=0.2
20 1.0 20 1.0
(a ) (b ) (a ) (b )
10 0.5 10 0.5
V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0
-10 -0.5 -10 -0.5
-20 -1.0 -20 -1.0
0 10 20 0 10 20 0 10 20 0 10 20
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
DC=0.3 DC=0.4
20 1.0 20 1.0
(a  ) (b  ) (a  ) (b  )
10 0.5 10 0.5
V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0
-10 -0.5 -10 -0.5
-20 -1.0 -20 -1.0
0 10 20 0 10 20 0 10 20 0 10 20
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
DC=0.5 DC=0.6
20 1.0 20 1.0
(a  ) (b  ) (a  ) (b  )
10 0.5 10 0.5
V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0

-10 -0.5 -10 -0.5
-20 -1.0 -20 -1.0
0 10 20 0 10 20 0 10 20 0 10 20
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
DC=0.7 DC=0.8
20 1.0 20 1.0
(a  ) (b  ) (a  ) (b  )
10 0.5 10 0.5
V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0
-10 -0.5 -10 -0.5
-20 -1.0 -20 -1.0
0 10 20 0 10 20 0 10 20 0 10 20
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
DC=0.9 DC=1.0
20 1.0 20 1.0
(a  ) (b  ) (a  ) (b  )
10 0.5 10 0.5
V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0 V/mV 0

-10 -0.5 -10 -0.5
-20 -1.0 -20 -1.0
0 10 20 0 10 20 0 10 20 0 5 10 15 20
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
图 14 不同占空比下刺激后海马神经元放电行为图
Fig. 14 The membrane potential diagram of hippocampal neurons after stimulation at different duty cycles
本研究仅以一名男性志愿者的头颅数据建立 的结构参数有关。下一步将考虑不同志愿者头颅的
模型进行数值仿真研究，并以超声从颞骨进入在颅 差异性的影响。
内刺激海马的深度约67 mm [12] ，来调节换能器曲率 本研究最终选用的换能器的聚焦角度约为40 ，
◦
半径及开口半径进行了数值仿真研究。在调节曲率 此时横波对最终形成的焦域参数的影响较小 [33] ，
半径时发现 R z = 92 mm时在颅内形成的焦域较大 且当聚焦深度较大时基于时间反转法进行相位调
(表4)，与随着曲率半径的变化焦域的变化趋势不一 控时可不考虑剪切波 [34] ，为此本文未考虑横波的
致，为了研究其原因，在没有颅骨的纯水模型中进行 影响。
数值仿真实验，未发现此现象 (表 6)，这可能与颅骨 在超声经颅聚焦治疗时一般选取 1.2 MHz