深度經顱磁刺激電磁場分布的分析研究.pdf

1、天津市自然科學基金重點項目（批準號： 天津市自然科學基金重點項目（批準號：12JCZDJC21100） 天津大學碩士學位論文 深度經顱磁刺激 深度經顱磁刺激電磁場分布 磁場分布的分析 分析研究 研究 Research on Magnetic Field Distribution Analysis of Deep Transcranial Magnetic Stimulation （申請碩士學位） 學科專業(yè)：控制工程 研 究 生：李珊珊

2、指導教師：王江 教授 企業(yè)教師：王宏 高級工程師 天津大學電氣與自動化工程學院 二零一二年十二月 摘 要 隨著當今社會生活節(jié)奏的不斷加快，精神疾病代替?zhèn)魅静∫呀洺蔀榱送{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。經顱磁刺激（TMS）是目前唯一能夠無創(chuàng)式、精確定位治療與探測腦功能的有效方法，但其機理尚不明確且存在定位困難、高強度等缺陷。在 TMS 基礎上，本文提出一種無創(chuàng)性、低強度、弱磁場、

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

4、—DTMS 磁刺激裝置，并給出了該系統(tǒng)的總體設計方案，包括人際交互界面設計、線圈相關參數(shù)設計及控制電路設計。根據(jù)所需刺激強度的不同，本文對 DTMS 系統(tǒng)刺激波形進行了分析。通過動物和臨床實驗證明了 DTMS 磁刺激對神經系統(tǒng)的影響。 為了研究 DTMS 對大腦的作用機制,本文采用有限元分析方法進行電磁場的計算，給出了磁場參數(shù)與大腦參數(shù)之間的關系；利用 ANSYS 有限元分析軟件,建立了 DTMS 系統(tǒng)的模型，詳細分析了線圈與頭部之間的