Otimização de um dispositivo de estimulação magnética transcraniana NA

Abstract

A estimulação magnética transcraniana (do inglês, transcranial magnetic stimulation, TMS) é uma técnica médica utilizada no tratamento de patologias neuropsiquiátricas, tal como a depressão (aprovada em 2008 pela United States Food and Drug Administration). Esta técnica consiste na indução de correntes cerebrais através da aplicação de campos magnéticos transientes. A TMS foi proposta em 1985, contudo, a sua utilização no tratamento de várias doenças neurológicas não tem sido mais aprofundada devido à sua incapacidade de estimulação de regiões cerebrais profundas. Este facto deve-se sobretudo às limitações físicas resultantes da presença de descontinuidades, particularmente a existente entre o escalpe e o ar. O trabalho aqui apresentado propõe um sistema otimizado formado por várias bobinas, que visa a estimulação profunda de todo o cérebro ou de apenas um hemisfério. Este sistema é designado por configuração ortogonal. A configuração ortogonal foi desenvolvida através do software COMSOL Multiphysiscs AC/DC. Os resultados das simulações revelam que este sistema é capaz de originar um valor de indução relativa no centro do cérebro, relativamente à indução máxima na superfície do mesmo, sem precedentes (57,6%). Tal capacidade de penetração supera os sistemas do estado da arte de TMS. Este avanço de capacidade de indução (57,6%), resulta da presença de líquido condutor (e.g., uma simples solução salina) a envolver o conjunto de bobinas, bem como parte da cabeça do doente. Além da capacidade de estimulação de todo o cérebro (e.g. potencialmente útil para a profilaxia de doentes com epilepsia), o sistema proposto é também capaz de estimular preferencialmente um hemisfério, que poderá ser útil na reabilitação após acidente vascular cerebral, entre outras aplicações. Para completar este trabalho foi proposto e simulado um sistema de estimulação cerebral profunda de TMS adaptado a ratos. Concluiu-se que apenas uma bobina circular simples, quando imersa em líquido condutor, permite um elevado valor de indução relativa no centro do modelo do cérebro de um rato. Estes resultados sugerem a continuação do desenvolvimento de um tal sistema TMS dedicado ao cérebro de ratos. Palavras-chave: Estimulação magnética transcraniana; Estimulação cerebral humana e animal; Estimulação cerebral profunda; Otimização; Protótipo.