基于复杂球模型的三维颅脑电磁特性仿真研究

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1、－Ｊ分类号：Ｒ３１８密级：公开ＵＤＣ：位代码；１０１４２单１、巧復３寺火驾硕去学位论文—■－■１ｒ基于复杂球模型的Ｈ维顾脑电磁特性仿真研究学号；２０１３３１０作者；高彥照学位类别：工程硕±领域：戾学由磁工稻论文类型：技术研巧２０化年０３月０４日沈阳工业大学硕士学位论文基于复杂球模型的三维颅脑电磁特性仿真研究3-DCraniocerebralElectromagneticCharacteristicsSimul

2、ationBasedonComplexBallModel作者：高彦照单位：电气工程学院指导教师：柯丽教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2016年02月27日学位授予单位：沈阳工业大学ｎ独创性说明本人郑重声明？？所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志

3、对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名；袁表驚日期：ｗｌＬ〇３Ｍｆ关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ；学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可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、交流，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）＾签名：爲Ｉ驚导师签

4、名：Ｉ方Ｏ日期：ｗＵ、心—ｆ摘要磁感应断层成像技术（MIT）是一种新型无创的成像技术。这种技术以交变磁场为激励源，能够穿透绝缘性较好的颅骨，在成像区域的敏感性也较强，且采用的非接触检测方式可以避免或减轻给病人造成的痛苦，可以实现对病患的实时的监护。因此，MIT技术在颅脑疾病的检测方面具有明显的优势。MIT仿真技术可以很好地模拟颅脑的真实情况，能够方便、快捷地变换病变状态，有利于对病变引起的检测信号变化规律的研究，这为颅脑MIT正问题的仿真计算提供了便利。本文构建了一个接近颅脑真实结构的四层复杂球模型，并基于

5、该模型进行有限元仿真，来研究不同病变状态对MIT信号的影响。首先，根据人体头部解剖结构，以脑实质为主要检测部分，颅骨为大脑的支撑结构，内隔脑髓质，外附着头皮，构成四层颅脑结构模型。应用ComsolMultiphysics软件提供的几何建模工具，根据正常人体颅骨的平均尺寸和大脑的平均体积，通过椭球体、球体等多个规则几何体的组合，构建出包含头皮层、颅骨层、脑髓质层、脑实质层四层结构的复杂球颅脑模型。其次，将MIT的基本原理应用于该颅脑模型的仿真计算，分析健康状态颅脑的磁感应强度分布，验证了该模型的有效性，并通过与简单

6、球模型和真实颅脑模型的对比，说明了该模型的优越性。最后，对颅脑模型不同病变状态进行仿真求解，分别分析了病变组织电导率、位置、体积变化对磁感应强度分布的影响，并通过旋转扫描实验，分析了病变颅脑模型与激励相对位置变化对感应磁场的影响。结果表明，该颅脑仿真模型能够模拟颅脑的检测，并且该模型可以很好的显示出人体头部各组织的电磁特性差异，为MIT系统研究提供了可靠的依据，对MIT技术在颅脑检测的进一步应用具有重要的意义。关键词：磁感应断层成像，颅脑模型，病变组织，磁感应强度IAbstractMagneticinductio

7、ntomographyimagingtechnology(MIT)isanewkindofnoninvasiveimagingtechnology.Thistechnologywithalternatingmagneticfieldasitsexcitationsource,canpenetratetheskull.Thistechnologycanrealizereal-timemonitoringforthepatients,becausethedetectionmethoditusedisnon-conta

8、ctmeasurementmethods,whichcanavoidormitigatethepainofpatients.Therefore,theMITtechnologyhasobviousadvantagesinthedetectionofcerebraldisease.MITsimulationtechnologycanwellsimulatetherealsi