Projekteja vuodessa
Abstrakti
Objective: This work aims for a method to design manufacturable windings for transcranial magnetic stimulation (TMS) coils with fine control over the induced electric field (E-field) distributions. Such TMS coils are required for multi-locus TMS (mTMS). Methods: We introduce a new mTMS coil design workflow with increased flexibility in target E-field definition and faster computations compared to our previous method. We also incorporate custom current density and E-field fidelity constraints to ensure that the target E-fields are accurately reproduced with feasible winding densities in the resulting coil designs. We validated the method by designing, manufacturing, and characterizing a 2-coil mTMS transducer for focal rat brain stimulation. Results: Applying the constraints reduced the computed maximum surface current densities from 15.4 and 6.6 kA/mm to the target value 4.7 kA/mm, yielding winding paths suitable for a 1.5-mm-diameter wire with 7-kA maximum currents while still replicating the target E-fields with the predefined 2.8% maximum error in the FOV. The optimization time was reduced by two thirds compared to our previous method. Conclusion: The developed method allowed us to design a manufacturable, focal 2-coil mTMS transducer for rat TMS impossible to attain with our previous design workflow. Significance: The presented workflow enables considerably faster design and manufacturing of previously unattainable mTMS transducers with increased control over the induced E-field distribution and winding density, opening new possibilities for brain research and clinical TMS.
Alkuperäiskieli | Englanti |
---|---|
Sivut | 2025-2034 |
Sivumäärä | 10 |
Julkaisu | IEEE Transactions on Biomedical Engineering |
Vuosikerta | 70 |
Numero | 7 |
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 2023 |
DOI - pysyväislinkit | |
Tila | Julkaistu - 1 heinäk. 2023 |
OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Advanced Pipeline for Designing Multi-Locus TMS Coils with Current Density Constraints'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.-
MOTO/Souza: Moving together- high resolution brain mapping technology for the motor pathways
Souza, V. (Vastuullinen tutkija)
01/09/2022 → 31/08/2025
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
ConnectToBrain: Connecting to the Networks of the Human Brain
Ilmoniemi, R. (Vastuullinen tutkija), Aydogan, D. B. (Projektin jäsen), Sinisalo, H. (Projektin jäsen), Li, L. (Projektin jäsen), Mäkinen, A. (Projektin jäsen), Pankka, H. (Projektin jäsen), Souza, V. (Projektin jäsen), Makkonen, M. (Projektin jäsen), Nieminen, A. (Projektin jäsen), Nissilä, I. (Projektin jäsen), Laine, M. (Projektin jäsen), Parvin, S. (Projektin jäsen), Rissanen, I. (Projektin jäsen), Kicic, D. (Projektin jäsen), Lioumis, P. (Projektin jäsen), Koistinen, L. (Projektin jäsen), Kahilakoski, O.-P. (Projektin jäsen), Raij, T. (Projektin jäsen), Soto de la Cruz, A. (Projektin jäsen), Tommila, T. (Projektin jäsen), Ylöstalo, T. (Projektin jäsen), Ukharova, E. (Projektin jäsen), Metsomaa, J. (Projektin jäsen), Vaalto, S. (Projektin jäsen), Granö, I. (Projektin jäsen), Koponen, M. (Projektin jäsen), Roine, T. (Projektin jäsen), Ahola, O. (Projektin jäsen) & Hakulinen, K. (Projektin jäsen)
01/08/2019 → 31/08/2026
Projekti: EU: ERC grants
-
Monikohteinen transkraniaalinen magneettistimulaatio
Nieminen, J. (Vastuullinen tutkija)
01/09/2016 → 31/08/2021
Projekti: Academy of Finland: Other research funding