基于DTI的脑白质电导率计算与脑刺激的数值模拟研究

发布时间：2017-06-09 11:12

  本文关键词：基于DTI的脑白质电导率计算与脑刺激的数值模拟研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：DTI(Diffusion Tensor Imaging,扩散张量成像)技术的发展,使无损获取脑组织电导率和白质纤维束跟踪更加具有前景。脑组织的电导率具有很强的各向异性,怎样无损获取脑组织电导率一直是研究工作者研究的热点。对于帕金森病以及精神障碍这些医学难题,人们希望可以找到更优越的治疗方式,而且不会引起不必要的伤害,tDCS(transcrani-al Direct Current Stimulation,经颅直流电刺激)完全符合以上要求。tDCS具有安全、经济的优越性,逐渐进入了人们的视线。本论文的主要内容包括以下两个方面:(1)由于脑组织电导率参数的重要性,分析了由扩散张量计算电导率的方法的数学模型包括线性关系模型、体积约束模型以及电化学模型等。通过引入结构系数的方式,从电化学和回波响应等效的角度推导了扩散系数与组织电导率之间的关系,为电导率的计算提供了一种参考。以实际测量的DTI数据为基础,对比研究了计算电导率的几种计算模型,发现现有的计算模型所计算出的结果值有较大的差异。其中线性关系模型计算结果相对较可靠。(2)关于球头模型中场分布的模拟研究。为了简化分析问题,以均匀组织的电导率为基础,将三层球模型作为头模型。通过编程实现了tDCS数值模拟计算。在四层球模型中,研究了不同电极大小对注入电流的影响,得到电极越小对颅骨的穿透能力越强,颅骨对注入电流有明显的衰减作用。分析了脑脊液对场分布的影响,得到脑脊液对电流密度的分布影响较大,因此,对于不同的问题要选择适当的球模型。应用智能算法计算了tDCS的多电极聚焦问题,通过计算结果可以看出实现了刺激聚焦的目的。研究结果将为进一步实现真实头模型的电刺激聚焦提供参考依据。
【关键词】：扩散张量成像 经颅直流电刺激 球头模型 聚焦
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R741.044;R445.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 论文的选题背景和研究意义7-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 论文的主要研究内容10-11
• 2 脑组织电导率获取11-26
• 2.1 磁共振成像11-17
• 2.2 弥散加权成像17-19
• 2.3 扩散张量成像19-21
• 2.4 脑组织电导率计算模型21-26
• 3 基于DTI脑白质电导率计算26-38
• 3.1 计算模型推导26-28
• 3.2 脑组织分割28-34
• 3.3 计算结果比较34-38
• 4 tDCS数值模拟研究38-54
• 4.1 tDCS正问题分析38-39
• 4.2 有限元法介绍39-44
• 4.3 头模型44-45
• 4.4 有限元软件介绍45
• 4.5 tDCS正问题计算结果对比45-47
• 4.6 电极大小对场分布的影响47-49
• 4.7 tDCS聚焦问题介绍49-50
• 4.8 聚焦问题计算方法50-52
• 4.9 聚焦计算结果52-54
• 结论54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间的研究成果59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘冀成,黄卡玛,胡雅毅,华伟;功能磁刺激线圈阵列设计与场分布计算[J];航天医学与医学工程;2004年05期

  本文关键词：基于DTI的脑白质电导率计算与脑刺激的数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：435255