Un dispositivo de estimulación de corriente alterna alternativa de interferencia temporal de alta frecuencia que utiliza modulación de amplitud de pulso con fuentes de corriente push-pull
Autores: Bai, Jia-Hao; Huang, Szu-Chi; Lee, Po-Lei; Shyu, Kuo-Kai; Huang, Chao-Jen; Chen, Tsung-Chih; Lai, Sheng-Ji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone un dispositivo de estimulación de corriente de interferencia temporal de modulación de amplitud de pulso de alta frecuencia (PAM-TI), que utiliza dos conjuntos de estimulación de corriente alterna transcraneal modulada en amplitud (AM-tACS): una frecuencia AM en f0 (donde f0 = 2 kHz) (fuente 1) y la otra frecuencia AM en f1 = f0 + f (donde f1 = 2.01 kHz) (fuente 2), para generar una envolvente f (donde f = 10 Hz) modulada en una fc (donde fc = 100 kHz) alta frecuencia portadora. La alta frecuencia portadora reduce la impedancia corporal y conserva más potencia de estimulación, lo que le permite penetrar la piel y llegar a la región subcutánea. La técnica PAM-TI propuesta eleva las dos fuentes de corriente a una frecuencia portadora de 100 kHz. En lugar de los desafíos asociados con la generación de corrientes de estimulación de alta frecuencia utilizando un MCU y DAC, el dispositivo de estimulación PAM-TI propuesto logra esto simplemente utilizando un par de modulaciones de ancho de pulso complementarias (PWM). La técnica push-pull se emplea para equilibrar las corrientes de carga entre el ánodo y el cátodo, sincronizando el tiempo de corriente de la Fuente 1 y la Fuente 2 bajo la condición de modulación fc. Para minimizar la atenuación de la señal, el circuito PAM se integra directamente en el electrodo, asegurando que la señal de alta frecuencia se genere cerca del cuerpo y evitando la degradación por cables largos. Además, se utiliza un electrodo tipo pin seco de resorte cargado para reducir la interferencia causada por el cabello cuando se coloca en la cabeza. La validez del dispositivo y la direccionalidad de la corriente fueron verificadas utilizando un fantasma que imita tejido del cuero cabelludo compuesto por agar y solución salina.
Descripción
Este estudio propone un dispositivo de estimulación de corriente de interferencia temporal de modulación de amplitud de pulso de alta frecuencia (PAM-TI), que utiliza dos conjuntos de estimulación de corriente alterna transcraneal modulada en amplitud (AM-tACS): una frecuencia AM en f0 (donde f0 = 2 kHz) (fuente 1) y la otra frecuencia AM en f1 = f0 + f (donde f1 = 2.01 kHz) (fuente 2), para generar una envolvente f (donde f = 10 Hz) modulada en una fc (donde fc = 100 kHz) alta frecuencia portadora. La alta frecuencia portadora reduce la impedancia corporal y conserva más potencia de estimulación, lo que le permite penetrar la piel y llegar a la región subcutánea. La técnica PAM-TI propuesta eleva las dos fuentes de corriente a una frecuencia portadora de 100 kHz. En lugar de los desafíos asociados con la generación de corrientes de estimulación de alta frecuencia utilizando un MCU y DAC, el dispositivo de estimulación PAM-TI propuesto logra esto simplemente utilizando un par de modulaciones de ancho de pulso complementarias (PWM). La técnica push-pull se emplea para equilibrar las corrientes de carga entre el ánodo y el cátodo, sincronizando el tiempo de corriente de la Fuente 1 y la Fuente 2 bajo la condición de modulación fc. Para minimizar la atenuación de la señal, el circuito PAM se integra directamente en el electrodo, asegurando que la señal de alta frecuencia se genere cerca del cuerpo y evitando la degradación por cables largos. Además, se utiliza un electrodo tipo pin seco de resorte cargado para reducir la interferencia causada por el cabello cuando se coloca en la cabeza. La validez del dispositivo y la direccionalidad de la corriente fueron verificadas utilizando un fantasma que imita tejido del cuero cabelludo compuesto por agar y solución salina.