Contribuições para o projeto de estimuladores magnéticos

Abstract

A estimulação magnética é uma técnica não-invasiva que possibilita o estímulo de partes do sistema nervoso e vem sendo utilizada em pesquisas, diagnósticos, tratamentos e re-habilitação. Consiste na passagem de um pulso de corrente por uma bobina, para produzir um campo magnético com taxa de variação no tempo alta o suficiente para provocar o surgimento de um potencial de ação no nervo. A efetividade do estímulo depende da configuração do circuito estimulador, da distribuição do campo elétrico induzido no tecido e da resposta elétrica da célula nervosa. Esta tese reúne algumas contribuições para o projeto de estimuladores magnéticos. Para validar a eficiência dos estímulos, foi desenvolvido um algoritmo que permite resolver numericamente as equações acopladas que governam a forma de onda da corrente no circuito, o campo induzido pelo circuito estimulador e a dinâmica de propagação de impulsos elétricos em células nervosas. O algoritmo pode ser utilizado na síntese de novas bobinas e na avaliação de modificações propostas no circuito estimulador. Com relação à geometria das bobinas, foi desenvolvida uma formulação série para o cálculo computacionalmente eficiente da componente primária da função de ativação. Com o emprego dessas ferramentas, demonstrou-se que pulsos de corrente de amplitude insuficiente para obtenção de estímulos neurais, quando truncados a uma pequena fração do tempo total de descarga, podem gerar estímulos efetivos. Essa descoberta permite o desenvolvimento de equipamentos mais compactos, eficientes e com potencial de funcionamento em altas taxas de repetição