經(jīng)顱磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation,TMS）是一種治療神經(jīng)疾病和精神疾病的綠色治療手段。頭部數(shù)值模型的建立在TMS仿真實(shí)驗(yàn)研究中占有重要的地位。以往的頭部模型都是采用簡(jiǎn)單的球形頭部模型進(jìn)行仿真分析,事實(shí)上,球形頭部模型和真實(shí)頭部模型之間具有很大的差距。為使整個(gè)實(shí)驗(yàn)更具有準(zhǔn)確性和真實(shí)性,本文中使用核磁共振圖像來(lái)完成頭部數(shù)值模型的三維重建,使頭部模型更接近實(shí)際情況。首先,本文提出一種新的真實(shí)頭部數(shù)值模型重建方法。頭部組織的分割方法主要包括灰度閾值分割、形態(tài)學(xué)操作、區(qū)域增長(zhǎng)、手動(dòng)編輯和非流行裝配等。在組織分割過(guò)程中,采用自動(dòng)和手動(dòng)相結(jié)合的分割方式,從而更加靈活方便地建立出一個(gè)較為精確的真實(shí)頭部數(shù)值模型。重建后的模型包含頭皮顱骨、腦脊液、灰質(zhì)和白質(zhì)四層組織結(jié)構(gòu)。其次,對(duì)重構(gòu)的頭部數(shù)值模型進(jìn)行質(zhì)量檢查和正確性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中,仿真結(jié)果和理論結(jié)果的相對(duì)誤差在工程誤差允許范圍內(nèi),該實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了模型建立方法的正確性及有限元計(jì)算方法的正確性。最后,對(duì)數(shù)值頭部模型進(jìn)行TMS脈沖磁場(chǎng)仿真實(shí)驗(yàn)。頭部各部分組織的場(chǎng)量分布結(jié)果可通過(guò)有限元計(jì)算得到,根據(jù)各部分組織... 

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 經(jīng)顱磁刺激作用機(jī)理
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
    1.3 本課題研究的目的和意義
    1.4 本文的主要內(nèi)容和難點(diǎn)
    1.5 本章小結(jié)
第二章 理論基礎(chǔ)
    2.1 物理基礎(chǔ)
        2.1.1 電磁場(chǎng)的基本原理
        2.1.2 人體頭部組織內(nèi)部的感應(yīng)電場(chǎng)
    2.2 生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)
        2.2.1 大腦皮質(zhì)
        2.2.2 神經(jīng)系統(tǒng)
        2.2.3 電磁場(chǎng)的生物磁效應(yīng)
    2.3 圖像基礎(chǔ)
        2.3.1 圖像格式
        2.3.2 核磁共振圖像
        2.3.3 像素的鄰域和鄰接
    2.4 軟件基礎(chǔ)
        2.4.1 MIMICS醫(yī)學(xué)圖像處理軟件
        2.4.2 ANSYS有限元分析軟件
    2.5 本章小結(jié)
第三章 頭部數(shù)值模型的三維重建
    3.1 TMS系統(tǒng)仿真模型
        3.1.1 模型建立方案
        3.1.2 頭部MRI圖像
    3.2 頭部組織分割過(guò)程
        3.2.1 白質(zhì)組織
        3.2.2 灰質(zhì)組織
        3.2.3 腦脊液組織
        3.2.4 頭皮和顱骨組織
        3.2.5 非流行裝配
    3.3 有限元體網(wǎng)格的建立
        3.3.1 體網(wǎng)格的建立過(guò)程
        3.3.2 模型的重構(gòu)結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ万?yàn)證
    4.1 靜態(tài)磁場(chǎng)有限元計(jì)算
        4.1.1 棱邊單元法
        4.1.2 TMS刺激線圈
    4.2 靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.2.1 解析法求解結(jié)果
        4.2.2 有限元方法求解結(jié)果
        4.2.3 各部分組織磁場(chǎng)分布結(jié)果
    4.3 本章小結(jié)
第五章 TMS瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)
    5.1 實(shí)驗(yàn)整體概述
    5.2 瞬態(tài)磁場(chǎng)求解過(guò)程
        5.2.1 組織介電參數(shù)
        5.2.2 刺激線圈
        5.2.3 載荷步加載
    5.3 TMS瞬態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.1 單元電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)
        5.3.2 剖面電磁場(chǎng)分布
        5.3.3 各部分組織電磁場(chǎng)分布
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于真實(shí)顱腦結(jié)構(gòu)建模的經(jīng)顱磁刺激仿真分析[D]. 趙琛.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 2017



本文編號(hào)：3692188