本文關(guān)鍵詞：經(jīng)顱磁刺激系統(tǒng)聚焦性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：經(jīng)顱磁刺激技術(shù)(transcranial magnetic stimulation, TMS)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種無(wú)痛、無(wú)創(chuàng)、綠色的治療和檢測(cè)方法,在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域以及神經(jīng)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域方面具有非常大的發(fā)展?jié)撃�。然而由于刺激系統(tǒng)效率變化差異很大,該技術(shù)并沒(méi)有被廣泛應(yīng)用。而磁場(chǎng)的聚焦性是影響磁刺激效率的關(guān)鍵問(wèn)題之一。聚焦性差的表現(xiàn)是不能精確刺激病變的靶位置,刺激重復(fù)性差。如果不能很好地解決聚焦性問(wèn)題,那么TMS技術(shù)的發(fā)展將會(huì)受到制約。因此聚焦性的研究成為近幾年的熱點(diǎn)。為了研究經(jīng)顱磁刺激的聚焦性,課題主要工作包括：1、本文在一種簡(jiǎn)化而高效的粒子群算法和模擬退火算法基礎(chǔ)上,提出混合粒子群-模擬退火優(yōu)化算法,利用測(cè)試函數(shù)測(cè)試了算法的收斂性和收斂速度；利用COMSOL與MATLAB聯(lián)合仿真計(jì)算,對(duì)通入線圈的電流組態(tài)進(jìn)行優(yōu)化求解。仿真結(jié)果表明：利用混合粒子群-模擬退火優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化,可以提高線圈陣列模型的聚焦性；COMSOL與MATLAB聯(lián)合仿真應(yīng)用于聚焦性能優(yōu)化能夠提高優(yōu)化準(zhǔn)確性,并取得良好效果。2、分析了放電回路參數(shù)中電阻值、電容值、電感值對(duì)脈沖電流特性的影響和對(duì)頭部模型中磁場(chǎng)分布的影響；研究了“8”字形線圈繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)不同角度對(duì)頭部模型中磁場(chǎng)聚焦特性的影響。利用研究結(jié)果,建立5線圈陣列,并配置其相關(guān)參數(shù)：線圈內(nèi)電流大小及方向、放電回路參數(shù)、線圈模型相對(duì)于頭部模型的置放角度。最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)所建模型聚焦效果的優(yōu)化,優(yōu)化后大于80% Bmax濂的區(qū)域面積明顯小于未優(yōu)化時(shí),聚焦波形更為陡峭,只有主峰而沒(méi)有副峰。3、對(duì)經(jīng)顱磁刺激儀中脈沖電流的發(fā)生電路進(jìn)行了搭建。針對(duì)所搭建電路的參數(shù)要求,選擇了符合要求的器件,并設(shè)計(jì)了IGBT的控制電路。最后搭建并調(diào)試電路,能夠產(chǎn)生變化速率快、幅值較大的脈沖電流。本文所提出的優(yōu)化算法和放電回路參數(shù)研究結(jié)果,對(duì)增強(qiáng)TMS技術(shù)聚焦性的進(jìn)一步發(fā)展有一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：經(jīng)顱磁刺激 聚焦性 粒子群算法 模擬退火算法 放電回路參數(shù) 線圈方向
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP18;R741.044
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 經(jīng)顱磁刺激技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r9-12
• 1.1.1 磁刺激儀線圈的設(shè)計(jì)與優(yōu)化9-10
• 1.1.2 自動(dòng)定位經(jīng)顱磁刺激系統(tǒng)10-11
• 1.1.3 電磁場(chǎng)的求解方法11
• 1.1.4 經(jīng)顱磁刺激的應(yīng)用研究11-12
• 1.2 本課題研究的目的和意義12-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第二章 經(jīng)顱磁刺激的基本原理及有限元分析方法15-23
• 2.1 電磁場(chǎng)基本理論15-17
• 2.2 經(jīng)顱磁刺激作用的原理17-19
• 2.3 有限元分析原理19-20
• 2.4 Ansoft有限元分析軟件介紹20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-23
• 第三章 混合粒子群-模擬退火算法23-33
• 3.1 基本粒子群算法23-24
• 3.2 模擬退火算法24-25
• 3.3 基于改進(jìn)粒子群和模擬退火的混合算法25-27
• 3.4 算法性能測(cè)試27-29
• 3.5 COMSOL與MATLAB聯(lián)合仿真29-31
• 3.6 本章小結(jié)31-33
• 第四章 線圈放電回路和置放方向的聚焦性優(yōu)化33-63
• 4.1 經(jīng)顱磁刺激放電回路參數(shù)對(duì)聚焦性的影響33-48
• 4.1.1 經(jīng)顱磁刺激放電回路原理33-34
• 4.1.2 放電回路參數(shù)對(duì)脈沖電流的影響34-38
• 4.1.3 建立仿真模型38-42
• 4.1.4 放電回路參數(shù)對(duì)磁場(chǎng)分布的影響42-48
• 4.2 線圈置放方向?qū)劢剐缘挠绊?/span>48-56
• 4.3 最終線圈參數(shù)配置結(jié)果56-61
• 4.3.1 線圈陣列介紹56-57
• 4.3.2 優(yōu)化結(jié)果57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第五章 經(jīng)顱磁刺激硬件電路的設(shè)計(jì)63-73
• 5.1 系統(tǒng)基本構(gòu)成63-64
• 5.2 硬件電路器件選擇64-66
• 5.3 開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)66-69
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 課題主要內(nèi)容73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 發(fā)表論文和參加科研情況79-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：317171