發(fā)布時間：2021-08-30 17:13

　　經(jīng)顱磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation,TMS）是一種新型無創(chuàng)、無痛的精神疾病治療方法,在生物醫(yī)學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿�。多通道�?jīng)顱磁刺激是一種較為靈活的TMS系統(tǒng),其刺激源是由多個磁刺激線圈排列組成的線圈陣列,具有多靶點(diǎn)同時刺激、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是如何合理地控制線圈陣列的激勵電流,實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電場在靶點(diǎn)處的精準(zhǔn)聚焦一直是阻礙多通道經(jīng)顱磁刺激被廣泛應(yīng)用的難點(diǎn)之一。針對多通道經(jīng)顱磁刺激存在不能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電場在靶點(diǎn)處精準(zhǔn)聚焦的問題,基于動態(tài)多種群粒子群算法提出了一種新型動態(tài)多種群粒子群算法（Novel Dynamic Multi-swam Particle Swarm Optimizer,NMSPSO）,該算法具有三種改進(jìn)策略:新型信息交流策略、分類學(xué)習(xí)策略和變異策略。通過仿真測試驗(yàn)證了三種改進(jìn)策略的有效性,分析了參數(shù)設(shè)置對算法性能的影響,并與其他幾種粒子群變種算法進(jìn)行對比,說明了NMSPSO算法具有更優(yōu)的求解精度和更快的收斂速度。通過嵌入式Arduino平臺的實(shí)驗(yàn)證明了NMSPSO算法在保證求解精度的情況下也可以維持較高的求解效... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TMS基本原理圖

?岢雋聳?用三維激光掃描方法的直接頭部導(dǎo)航TMS系統(tǒng)[25]，從測試結(jié)果中可以看出線圈的平移誤差小于2mm，選裝誤差小于0.75o，標(biāo)度誤差小于0.001。Zorn等人在2012年專門設(shè)計了一種用于TMS導(dǎo)航定位的機(jī)器人系統(tǒng)[26]，該系統(tǒng)可以對刺激系統(tǒng)中存在的誤差進(jìn)行自動補(bǔ)償，在一定程度上保證了整個治療過程的安全性，其設(shè)計的TMS導(dǎo)航定位設(shè)備如圖1-4所示。2013年，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的王輝分別分析比較了六種常見的經(jīng)顱磁刺激線圈定位方法[27]，提出了一種利用大腦形狀、結(jié)構(gòu)和功能區(qū)域的新型定位方法。圖1-4TMS導(dǎo)航定位系統(tǒng)Fig.1-4TMSsetupwithlocalizerfornavigation

第一章緒論7[32]，文中涉及的帽型線圈陣列共有40個線圈組成，并分析了選擇電流方向?qū)﹄妶鼍劢剐院痛碳ど疃鹊挠绊憽?013年，RuoliJiang等人提出了一種動態(tài)mTMS系統(tǒng)[33]，使用網(wǎng)格化的導(dǎo)線代替了圓形線圈結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。通過改變每根導(dǎo)線激勵電流的方向和強(qiáng)度，就可以配置出不同的線圈結(jié)構(gòu)，在很大程度上擴(kuò)展了mTMS的靈活性。圖1-6網(wǎng)格線圈結(jié)構(gòu)Fig.1-6Gridcoilstructure2015年，李江濤等人對多通道線圈陣列的幾種類型進(jìn)行了研究[34]，發(fā)現(xiàn)多通道線圈陣列具有可以適應(yīng)多種應(yīng)用場景的工作模式。通過線圈的組合可以誘導(dǎo)出長條形的電場聚焦形狀，并且發(fā)現(xiàn)雙層線圈陣列具有更好的聚焦性。2017年，魏熙樂等人對八字形線圈、平面型線圈陣列和帽型線圈陣列進(jìn)行了對比[35]，發(fā)現(xiàn)線圈陣列在刺激深度和聚焦性方面都有更優(yōu)的表現(xiàn)，通過對線圈陣列的尺寸進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，線圈尺寸越小電場聚焦性越好，但刺激深度就有所下降。相對于傳統(tǒng)線圈比如圓形線圈和八字形線圈需要自動導(dǎo)航系統(tǒng)來改變刺激位置的做法，mTMS可以在不被移動的前提下實(shí)現(xiàn)靶點(diǎn)位置的改變，極大地提高了刺激效率和刺激精度，減少了導(dǎo)航定位系統(tǒng)帶來的定位誤差。除此之外mTMS還可以實(shí)現(xiàn)在同一時間同時刺激多個靶點(diǎn)的目的，對某些需要同時刺激多個部位的精神疾病的治療具有重要意義。1.3本課題研究的目的和意義經(jīng)過三十多年的發(fā)展，TMS已經(jīng)發(fā)展成為集生物醫(yī)學(xué)工程和電磁學(xué)的熱門交叉學(xué)科。其既可以在不侵入大腦的情況下完成對精神疾病的治療，又可以方便快捷地確定病灶位置，為未來的醫(yī)學(xué)發(fā)展提供了極大的想象空間，是未來精神疾病治療過程中一種極為重要的方法。在TMS的發(fā)展歷程中，主要阻礙其得到廣

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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