深部脑刺激的有限元分析

发布时间：2022-10-20 12:54

　　深部脑刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）作为一种治疗运动障碍的方法，在过去的二十年间，已逐渐从一个科学实验发展成为了治疗运动障碍的有效方法。到目前为止，DBS已经进入到了治疗德拉图雷特综合症、强迫症、抑郁症、癫痫、丛集性头痛的实验性阶段。并且相对应的方法也逐步被应用到临床，如电生理学的实验，生物化学的分析，计算机模拟成像研究。 本文的研究目的：探讨植入大脑中电极所产生的电场和神经组织对外加刺激的响应机制，从而为临床上刺激方案的选择提供一定的理论指导。数字仿真的结果显示：（1）施加电刺激后，acute阶段，进入GPi灰质小球的总电流占总电流的88.23%，其余的进入白质中；chronic阶段，进入GPi灰质小球的总电流占总电流的94.04%；（2）若电极之间的电极阈值超过0.18V时，相邻电极的作用范围在组织液内会发生混叠，（3）在相同的外界刺激下，直径越大的神经元越容易产生动作电位传导，且直径越大，动作电位在节点上的传导速率越快；其次神经元间距越小，动作电位的传导越容易，甚至出现多次传导的现象，且在距离变大的情况下，传导速率的增加并不明显；（4）双电极... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及现状
    1.2 治疗参数的选择
        1.2.1 病人的选择
        1.2.2 刺激目标的选择
        1.2.3 电参数和配置
    1.3 数字仿真的应用
    1.4 研究目的和研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第2章 深部脑刺激的理论基础
    2.1 深部脑刺激下组织内电场分布分析
        2.1.1 组织内电场分布理论分析
        2.1.2 有限元分析软件 COMSOL 简介
    2.2 神经元电活动分析
        2.2.1 神经元电活动生理基础
        2.2.2 神经元的电缆模型
    2.3 本章小结
第3章 深部脑刺激下组织内电场分布
    3.1 深部脑刺激下组织内电场分布有限元分析步骤
        3.1.1 建立仿真模型
        3.1.2 设定材料参数和边界条件
        3.1.3 划分网格
        3.1.4 求解
        3.1.5 模型的有效性验证
    3.2 深部脑刺激下组织内电场空间分布
        3.2.1 单电极刺激模式下组织内电场空间分布
        3.2.2 双电极模式刺激下组织内电场的空间分布
        3.2.3 多电极刺激模式下组织内电场的空间分布
    3.3 本章小结
第4章 基于有限元的神经元电活动研究
    4.1 基于有限元的神经元模型
        4.1.1 利用有限元建立神经元模型
        4.1.2 不同神经元参数下的电活动分析
    4.2 不同刺激模式下神经元的电活动
    4.3 本章小结
第5章 深部脑刺激的负面影响分析
    5.1 建立温度变化的模型
    5.2 深部脑刺激中温度的变化
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]经硬脑膜电刺激对视皮层神经活动影响的仿真研究[J]. 夏楠,侯文生,章毅,郑小林,吴小鹰,阴正勤,JIANG Yingtao.  中国生物医学工程学报. 2011(05)

硕士论文
[1]一种经硬脑膜的视皮层电刺激装置的设计与实验研究[D]. 夏露.重庆大学 2009



本文编号：3694547