目的由于多通道經(jīng)顱磁刺激中帽型線圈陣列結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,很難確定激勵線圈的數(shù)量,以使其產(chǎn)生的電場滿足要求,本文基于真實(shí)的頭模型分析了帽型線圈陣列中3種不同數(shù)量的線圈單元對頭模型內(nèi)電場分布的影響。方法首先基于真實(shí)的MRI數(shù)據(jù)建立頭模型,然后通過ANSYS有限元軟件進(jìn)行仿真,獲得了線圈數(shù)量分別為2、4和6的線圈單元在真實(shí)頭模型中的電場分布,最后對感應(yīng)電場的衰減度、電場強(qiáng)度和聚焦性進(jìn)行對比分析。結(jié)果 4線圈和6線圈單元的電場衰減度相似,都小于2線圈單元;相較于2線圈,4線圈單元的電場強(qiáng)度增加幅度較大,6線圈與4線圈單元電場強(qiáng)度的增益相似;線圈數(shù)量的增加會使電場聚焦點(diǎn)下移,更偏向于深層聚焦。結(jié)論在帽型多通道經(jīng)顱磁刺激臨床應(yīng)用中,可為滿足具體刺激要求的激勵線圈選擇提供依據(jù)。

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【部分圖文】：

圖1 兩種常用的線圈陣列結(jié)構(gòu)

目前，線圈陣列主要有平面型線圈陣列和帽型線圈陣列2種[12]，這2種線圈陣列結(jié)構(gòu)如圖1所示。平面型線圈陣列是由一系列線圈以平面結(jié)構(gòu)排列而成，并被放置在頭頂上方，而帽型線圈陣列則由一系列線圈組成像帽子一樣的形狀圍繞在頭部周圍。帽型線圈陣列緊貼頭皮排列，在相同激勵源的情況下可以在頭部....

圖2 真實(shí)頭模型

在頭部模型的單元剖分過程中，每個單元格的最大邊長為5mm。整個頭模型共包含單元數(shù)目為177630，節(jié)點(diǎn)數(shù)目為321717。各個區(qū)域包含的單元數(shù)及節(jié)點(diǎn)數(shù)如表1所示。1.33種線圈單元

圖3 3種不同的線圈單元

選擇線圈數(shù)量分別為2、4和6的3種線圈單元作為研究對象。為提高電場聚焦性，選擇中心對稱排布方式，如圖3所示。其中黑色圓點(diǎn)表示線圈陣列的中心，藍(lán)色箭頭表示激勵電流的方向。由箭頭方向可知，2個中心對稱線圈的激勵電流方向相反，相當(dāng)于組成了一個八字形線圈。每個線圈的匝數(shù)為5，直徑為20m....

圖4 單脈沖激勵電流信號

對比3種線圈單元在頭模型內(nèi)產(chǎn)生的電場分布特性，通過MIMICS軟件建立頭部模型和線圈單元模型，將其導(dǎo)入到ANSYS有限元軟件中進(jìn)行電場分布的求解運(yùn)算。其中線圈單元的中心都位于頭部頂點(diǎn)上方2mm處。每個線圈通入的激勵電流大小都相同，且激勵電流最大值為950A，周期為300μs。激勵....

本文編號：4033537