磁刺激頭部的感應(yīng)電場分析及其對神經(jīng)功能影響的研究.pdf

1、磁刺激技術(shù)是一種無創(chuàng)、無痛地刺激人體中樞及周圍神經(jīng)組織的新技術(shù)。它利用低頻的時變磁場將體外的能量間接傳輸?shù)饺梭w內(nèi)的神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)。在過去幾十年的發(fā)展過程中，磁刺激已經(jīng)廣泛應(yīng)用到眾多醫(yī)學(xué)和臨床研究中，正在逐步形成新的領(lǐng)域。 根據(jù)河北省自然科學(xué)基金資助項目“經(jīng)顱磁刺激系統(tǒng)設(shè)計及其對肢體神經(jīng)影響的研究”（編號：E2006000037）的要求，本文由磁共振成像（MRI）技術(shù)獲得的圖像抽取解剖結(jié)構(gòu)信息建立幾何頭模型，對不同類型線圈在頭部進

2、行磁刺激時的電磁場分布進行了分析研究，對磁刺激穴位引起的腦電活動進行了實驗研究，同時對磁刺激硬件系統(tǒng)的原理和設(shè)計進行了系統(tǒng)研究。主要內(nèi)容如下： 1. 實現(xiàn)了磁刺激頭部磁場和感應(yīng)電場分布仿真計算 對磁刺激求解場域的數(shù)學(xué)模型的建立及求解方法做了較詳細的分析，由核磁共振成像獲得的頭的斷層圖片構(gòu)造了三維真實頭有限元電磁場數(shù)值計算模型，對磁刺激激勵脈沖電流進行了求解，在此基礎(chǔ)上首次對磁刺激時頭部磁場和感應(yīng)電場的分布情況進行了研究。

3、 該結(jié)果可以對磁刺激進行精確地空間定位，確定深部靶組織的刺激強度。這可以大大提高磁刺激的效率，并可以使得磁刺激量化更加精確和具體。對四種類型線圈在磁刺激頭部時的磁場和感應(yīng)電場分布和影響進行了求解和分析，并對三種不同繞法圓形線圈產(chǎn)生的磁場和感應(yīng)電場分布和影響進行了求解和分析。 2. 研究了磁刺激神門穴對人體腦電活動的影響 首次結(jié)合磁刺激和腦電，對健康人的神門穴進行了不同頻率下的磁刺激，記錄并分析了磁刺激時的腦電信號

4、。結(jié)果表明，磁刺激神門穴會引起人腦電信號中慢波成份分布率的增加，快波成份分布率的減少。單脈沖磁刺激神門穴誘發(fā)的慢波成份的分布率要大于重復(fù)磁刺激誘發(fā)的，而單脈沖磁刺激神門穴誘發(fā)的快波成份的分布率要小于重復(fù)磁刺激誘發(fā)的。重復(fù)磁刺激神門穴時，隨著刺激頻率的增高腦電信號中慢波成份的分布率減少，快波成份的分布率增多。 3. 研制了單脈沖磁刺激系統(tǒng) 研制了磁刺激硬件系統(tǒng)，整個系統(tǒng)分為主電路和控制電路兩部分。每部分的電路選用高精度、高