基于dti的脑白质电导率计算与脑刺激的数值模拟研究

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1、Ｕ２６８．６公开中图分类号；密级：ＵＤＣ：本校编号：逾Ｗ交遠乂聲工程硕±学位论文论文题基于ｏｎ的脑白质ｔ导率计算目：与脑刺激的数值模拉研究研究生牲為：胡延文学号：０６１２０８７学校指导教师姓名：陈小强职称；教授企业指导教师姓名：郭树斌职称高级工程师：申请学位工程领域名称：电气工程１５６论文提交日期．．ｎ；２０论市答辩円巧，２０１５．６．８独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，论丈中不包含其

2、他人已经发表或撰写过的研，除了文中特别加标注和致谢之处外含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。究成果，也不包与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。（月円学位论文作者签专签字円ｇ巧学位论文版权使用授权书学有关保留。特授权本学位论文作者完全了解兰州《通大、使用学位论文的规定兰化惊通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并米用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编嘘查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复

3、印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名；导师签名：考啤种签字円期：户月细签字刖月年扁＾円＞吃工程硕士学位论文基于DTI的脑白质电导率计算与脑刺激的数值模拟研究DTI-basedCalculationofWhiteMatterConductivityandNumericalSimulationStudyofBrainStimulation作者姓名：胡延文工程领域：电气工程研究方向：生物电磁学号：0612087校内导师：陈小强教授企业导师：郭树斌高级工程师完成日期：2015年4

4、月21日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要DTI(DiffusionTensorImaging,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-alDirectCurrentStimulation,经颅直流电刺激)完全符合以上

5、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

6、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；聚焦论文类型：应用

7、研究-I-基于DTI的脑白质电导率计算与脑刺激的数值模拟研究AbstractWiththedevelopingtechnologyofdiffusiontensorimaging(DTI)technology,itisbecomemorepromisingaboutgettingtheconductivityofthebrainbynon-invasivewayandtrackingwhitematterfiberbundle.Theconductivityofbraintissuewithstronganisotropyan

8、dhowtogetitalwaysbeakeypointformanyresearchers.TheParkinson’sdiseaseandmentaldisordersofthesemedicalproblems,hopetofindmoresuperiortreatme