基于DTI的腦白質(zhì)電導(dǎo)率計(jì)算與腦刺激的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2017-06-09 11:12
本文關(guān)鍵詞:基于DTI的腦白質(zhì)電導(dǎo)率計(jì)算與腦刺激的數(shù)值模擬研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:DTI(Diffusion Tensor Imaging,擴(kuò)散張量成像)技術(shù)的發(fā)展,使無損獲取腦組織電導(dǎo)率和白質(zhì)纖維束跟蹤更加具有前景。腦組織的電導(dǎo)率具有很強(qiáng)的各向異性,怎樣無損獲取腦組織電導(dǎo)率一直是研究工作者研究的熱點(diǎn)。對(duì)于帕金森病以及精神障礙這些醫(yī)學(xué)難題,人們希望可以找到更優(yōu)越的治療方式,而且不會(huì)引起不必要的傷害,tDCS(transcrani-al Direct Current Stimulation,經(jīng)顱直流電刺激)完全符合以上要求。tDCS具有安全、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性,逐漸進(jìn)入了人們的視線。本論文的主要內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面:(1)由于腦組織電導(dǎo)率參數(shù)的重要性,分析了由擴(kuò)散張量計(jì)算電導(dǎo)率的方法的數(shù)學(xué)模型包括線性關(guān)系模型、體積約束模型以及電化學(xué)模型等。通過引入結(jié)構(gòu)系數(shù)的方式,從電化學(xué)和回波響應(yīng)等效的角度推導(dǎo)了擴(kuò)散系數(shù)與組織電導(dǎo)率之間的關(guān)系,為電導(dǎo)率的計(jì)算提供了一種參考。以實(shí)際測(cè)量的DTI數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對(duì)比研究了計(jì)算電導(dǎo)率的幾種計(jì)算模型,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的計(jì)算模型所計(jì)算出的結(jié)果值有較大的差異。其中線性關(guān)系模型計(jì)算結(jié)果相對(duì)較可靠。(2)關(guān)于球頭模型中場(chǎng)分布的模擬研究。為了簡(jiǎn)化分析問題,以均勻組織的電導(dǎo)率為基礎(chǔ),將三層球模型作為頭模型。通過編程實(shí)現(xiàn)了tDCS數(shù)值模擬計(jì)算。在四層球模型中,研究了不同電極大小對(duì)注入電流的影響,得到電極越小對(duì)顱骨的穿透能力越強(qiáng),顱骨對(duì)注入電流有明顯的衰減作用。分析了腦脊液對(duì)場(chǎng)分布的影響,得到腦脊液對(duì)電流密度的分布影響較大,因此,對(duì)于不同的問題要選擇適當(dāng)?shù)那蚰P。?yīng)用智能算法計(jì)算了tDCS的多電極聚焦問題,通過計(jì)算結(jié)果可以看出實(shí)現(xiàn)了刺激聚焦的目的。研究結(jié)果將為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)真實(shí)頭模型的電刺激聚焦提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:擴(kuò)散張量成像 經(jīng)顱直流電刺激 球頭模型 聚焦
【學(xué)位授予單位】:蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:R741.044;R445.2
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-7
- 1 緒論7-11
- 1.1 論文的選題背景和研究意義7-9
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
- 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容10-11
- 2 腦組織電導(dǎo)率獲取11-26
- 2.1 磁共振成像11-17
- 2.2 彌散加權(quán)成像17-19
- 2.3 擴(kuò)散張量成像19-21
- 2.4 腦組織電導(dǎo)率計(jì)算模型21-26
- 3 基于DTI腦白質(zhì)電導(dǎo)率計(jì)算26-38
- 3.1 計(jì)算模型推導(dǎo)26-28
- 3.2 腦組織分割28-34
- 3.3 計(jì)算結(jié)果比較34-38
- 4 tDCS數(shù)值模擬研究38-54
- 4.1 tDCS正問題分析38-39
- 4.2 有限元法介紹39-44
- 4.3 頭模型44-45
- 4.4 有限元軟件介紹45
- 4.5 tDCS正問題計(jì)算結(jié)果對(duì)比45-47
- 4.6 電極大小對(duì)場(chǎng)分布的影響47-49
- 4.7 tDCS聚焦問題介紹49-50
- 4.8 聚焦問題計(jì)算方法50-52
- 4.9 聚焦計(jì)算結(jié)果52-54
- 結(jié)論54-55
- 致謝55-56
- 參考文獻(xiàn)56-59
- 攻讀學(xué)位期間的研究成果59
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條
1 劉冀成,黃卡瑪,胡雅毅,華偉;功能磁刺激線圈陣列設(shè)計(jì)與場(chǎng)分布計(jì)算[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2004年05期
本文關(guān)鍵詞:基于DTI的腦白質(zhì)電導(dǎo)率計(jì)算與腦刺激的數(shù)值模擬研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):435255
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