深部腦刺激的建模及其各向異性電場(chǎng)的分布研究.pdf

1、　　帕金森病是一種神經(jīng)性系統(tǒng)疾病,其癥狀主要表現(xiàn)為震顫、反應(yīng)遲鈍、僵直和姿勢(shì)不穩(wěn),嚴(yán)重影響患者的正常生活。目前腦深部電刺激術(shù)(Deep Brain Stimulation, DBS)已經(jīng)成為治療帕金森疾病的有效手段,但是現(xiàn)在對(duì)其機(jī)制的認(rèn)識(shí)還很少?；诖?本文主要通過構(gòu)建的各向異性的真實(shí)的頭模型,包括頭皮、顱骨、腦脊液和大腦四層組織研究對(duì)腦深部進(jìn)行電刺激后的電場(chǎng)分布,并將各向異性與各向同性的結(jié)果進(jìn)行比較,探究影響電場(chǎng)分布的因素,為DBS的

2、臨床應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。
　　首先,基于逆向工程的思想,利用醫(yī)學(xué)圖像重建軟件Simpleware進(jìn)行圖像分割,快速準(zhǔn)確的重建出頭皮、顱骨、腦脊液和大腦四層頭部組織面模型,然后用逆向工程Geomagic Studio軟件將面模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體模型。
　　其次,三維重建出來的真實(shí)頭部組織幾何模型,可以方便的導(dǎo)入到相關(guān)的有限元分析軟件中,進(jìn)行模型的網(wǎng)格剖分及相應(yīng)的分析研究。本文將頭部組織實(shí)體模型導(dǎo)入到COMSOL有限元分析軟

3、件中,并且根據(jù)腦深部電刺激原理在腦深部區(qū)域內(nèi)加入了一個(gè)兩觸點(diǎn)的電極,設(shè)定物理參數(shù)后進(jìn)行網(wǎng)格剖分來完成腦深部電刺激數(shù)值模型的構(gòu)建。
　　最后,應(yīng)用該數(shù)值頭模型進(jìn)行電場(chǎng)及電位分布的計(jì)算研究。本文將各向同性與各向異性情況下,腦深部區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)及電位的分布進(jìn)行了對(duì)比；比較了單極、雙極不同刺激模式下腦深部區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)變化；研究了不同刺激參數(shù)及電極間的不同間距對(duì)腦深部區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)分布的影響。結(jié)果顯示：各向異性與各向同性腦深部區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)及電位的分