多層橢球腦模型和球腦模型EEG、MEG正問題的比較.pdf

1、EEG(腦電成像技術(shù)),MEG(腦磁成像技術(shù))是研究腦神經(jīng)生理活動的兩個重要醫(yī)學影像技術(shù),主要應用于癲癇、暈厥、精神性疾病和腦內(nèi)實質(zhì)性病變(如癌癥)等疾病的診療。研究腦內(nèi)神經(jīng)電流源定位的反問題需要大量的EEG正問題和MEG正問題的計算(即根據(jù)腦內(nèi)神經(jīng)電流源Jp來確定腦皮上電位勢V和腦外磁場分布B)。
　　 以往對EEG、MEG正問題的研究大多采用單層或多層球腦模型,研究腦皮電位勢和腦外磁場隨偶極子位置沿著坐標軸移動的變化情況。由

2、于人腦畢竟不是球形且人腦中大腦和顱骨的電導率存在較大的差異,一些研究表明用均勻球或多層球去近似人腦會帶來比較大的神經(jīng)電流源定位誤差。因此,需要用更加真實的腦模型模擬人腦,如橢球腦模型、真實腦模型等。而基于MRI得到實際腦形圖建立的數(shù)值腦模型需要大量的計算時間,計算負擔重。所以,該類模型不利于研究數(shù)學上分析腦形和偶極子參數(shù)對EEG、MEG正問題的影響。此外,以往的工作只采用一種腦模型來檢驗其數(shù)值方法。關(guān)于不同腦模型對EEG和MEG正問題解

3、的影響,這方面數(shù)值模擬結(jié)果比較少。本文則采用多層解析橢球腦模型和球腦模型研究腦皮上電位勢和腦外磁場相對偶極子不同參數(shù)變化的分布情況。就數(shù)值方法而言,常函數(shù)基底或線性基底的直接邊界元法在以往的工作中得到廣泛應用。本文則利用基于加權(quán)殘值的邊界元法,采用三角函數(shù)作為試函數(shù)的基底,較以往的數(shù)值方法具有程序簡單、工作量少和微機較易實施等優(yōu)點。
　　 本文共分為四章:第一章介紹了EEG、MEG的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀；第二章推導了準靜態(tài)條件下,

4、EEG、MEG正問題的場方程并且給出了求解正問題的兩種不同腦模型--橢球腦模型和球腦模型:第三章基于加權(quán)殘值邊界元法建立了求解EEG、MEG正問題的計算公式；第四章針對三層和二層橢球腦模型和球腦模型對EEG、MEG正問題進行了數(shù)值模擬,考察了不同腦形對腦皮電位勢和腦外磁場的影響,以及二層和三層腦模型之間電位勢和磁場之間的差異。并比較了腦皮電位勢和腦外磁場隨偶極子參數(shù)的變化情況。數(shù)值結(jié)果表明不同腦模型、層數(shù)和偶極子參數(shù)的變化對EEG、ME