深度經(jīng)顱磁刺激電磁場(chǎng)分布的分析研究.pdf

1、天津市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)： 天津市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：12JCZDJC21100） 天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 深度經(jīng)顱磁刺激 深度經(jīng)顱磁刺激電磁場(chǎng)分布 磁場(chǎng)分布的分析 分析研究 研究 Research on Magnetic Field Distribution Analysis of Deep Transcranial Magnetic Stimulation （申請(qǐng)碩士學(xué)位） 學(xué)科專業(yè)：控制工程 研 究 生：李珊珊

2、指導(dǎo)教師：王江 教授 企業(yè)教師：王宏 高級(jí)工程師 天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 二零一二年十二月 摘 要 隨著當(dāng)今社會(huì)生活節(jié)奏的不斷加快，精神疾病代替?zhèn)魅静∫呀?jīng)成為了威脅人類生命、消耗醫(yī)藥資源最大的疾病。精神疾病的主要體現(xiàn)是腦功能異常，而磁刺激可以影響腦功能。經(jīng)顱磁刺激（TMS）是目前唯一能夠無(wú)創(chuàng)式、精確定位治療與探測(cè)腦功能的有效方法，但其機(jī)理尚不明確且存在定位困難、高強(qiáng)度等缺陷。在 TMS 基礎(chǔ)上，本文提出一種無(wú)創(chuàng)性、低強(qiáng)度、弱磁場(chǎng)、

3、多參數(shù)可調(diào)的深度經(jīng)顱磁刺激（DTMS）并使用 ANSYS 有限元軟件分析了其影響腦功能的機(jī)理。 本文首先給出了不同類型、不同尺寸線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布圖，然后詳細(xì)分析了在大小、方向相同的電流作用下 TMS 圓線圈和 DTMS 雙線圈的磁場(chǎng)分布圖，給出了線圈中心點(diǎn)所在直線上的磁通密度分布曲線， 并歸納總結(jié)了影響磁刺激感應(yīng)磁場(chǎng)的因素， 包括線圈尺寸、 大腦內(nèi)部組織的電導(dǎo)率、 線圈與組織的相對(duì)位置?；谏鲜龇治鼋Y(jié)果，本文提出了新的無(wú)創(chuàng)性磁刺激裝置

4、—DTMS 磁刺激裝置，并給出了該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，包括人際交互界面設(shè)計(jì)、線圈相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)及控制電路設(shè)計(jì)。根據(jù)所需刺激強(qiáng)度的不同，本文對(duì) DTMS 系統(tǒng)刺激波形進(jìn)行了分析。通過(guò)動(dòng)物和臨床實(shí)驗(yàn)證明了 DTMS 磁刺激對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響。 為了研究 DTMS 對(duì)大腦的作用機(jī)制,本文采用有限元分析方法進(jìn)行電磁場(chǎng)的計(jì)算，給出了磁場(chǎng)參數(shù)與大腦參數(shù)之間的關(guān)系；利用 ANSYS 有限元分析軟件,建立了 DTMS 系統(tǒng)的模型，詳細(xì)分析了線圈與頭部之間的