改良電休克和磁休克均是重度抑郁癥的有效治療方法，改良電休克治療療效較好但會使患者產生認知和記憶障礙的副作用，而磁休克治療幾乎不會產生副作用，但療效相比于改良電休克較弱。為研究造成這兩種不同結果的原因，本文對比了改良電休克和磁休克治療方法在真實大腦中產生的電場強度及其空間分布的差異，并通過有限元方法對由磁共振成像得到的真實頭模型進行改良電休克和磁休克治療的電場強度仿真計算。改良電休克治療仿真的電極位置使用雙邊刺激的標準位置，磁休克治療仿真的線圈形狀為圓形線圈。使用電場強度與神經激活閾值的比值分布評估大腦中的刺激強度及刺激的聚焦性。結果顯示，改良電休克治療在腦區中產生的刺激強度比磁休克治療更強，且激活腦區范圍更廣；其在灰質區域的刺激強度是磁休克治療的 17.817 倍，在白質區域的刺激強度是磁休克治療的 23.312 倍，在海馬組織中產生的刺激強度是磁休克治療的 35.162 倍。改良電休克治療激活了超過 99.999% 的腦區，然而磁休克治療只激活了 0.700% 的腦區。因此，與磁休克治療相比，在腦區中產生的刺激強度更強、激活腦區范圍更廣可能是改良電休克治療療效更好的原因。另一方面，改良電休克治療在海馬組織中產生的高強度刺激可能是造成認知和記憶障礙副作用的原因。基于本文研究結果，期待未來可以研究更精確的臨床量化治療方案。
現有神經調控技術可以實現全腦刺激或皮層精準刺激，但高聚焦性的腦深部刺激一直是該領域的技術瓶頸。本文以近年來出現的負磁導率理論為基礎，建立磁場復制器仿真模型，研究腦深部感應電場分布，探討其深部聚焦的可能性，并與傳統磁刺激方法進行對比。仿真結果表明，單個的磁場復制器實現了遠程磁源的建立，與同樣位置條件下的傳統刺激方法相比，前者的感應電場較小且隨距離出現驟減，通過磁場復制器的疊加可增加感應電場強度并提高聚焦性，減少外圍導線數目仍可保證良好的聚焦性。本文建立的磁場復制器模型為腦深部精準刺激提供了新的思路，在未來可以與神經調控技術結合起來，為最終實現臨床應用打下基礎。