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试议测量TMS运用中基于医学图像的真实头有限元模型建立策略的科研方法与论文写作
模型建立27-353.3.1 脑实质模型构建27-313.3.2 脑实质实体模型优化31-323.3.3 头皮颅骨脑脊液建模32-343.3.4 真实头模型补充:眼球模型34-353.4 建模评价策略与结果35-373.5 小结37-39第四章 有限元模型建立与优化39-504.1 有限元浅析法39-404.2 有限元网格划分40-434.2.1 有限元网格剖分原则40-414.2.2 有限元网格划分工具及
摘要:近年来经颅磁刺激技术(Transcranial magnetic stimulation, TMS)在脑神经与脑功能的科学及临床探讨中得到越来越多的关注,并因其无创无痛等特点受到学者与临床工作者青睐。建立适用于TMS的真实头有限元模型是磁刺激仿真工作的关键步骤,是进行TMS感应电磁场以及能量场分布探讨的重要前提。本论文首先对人体头部生理结构进行深入浅析,并结合经颅磁刺激中真实头建模要求,提出建立包括头皮、颅骨、脑脊液、脑灰质、脑白质、小脑和眼球七部分的真实头模型。综合运用医学图像分割策略与工具,采取Materiapse公司提供的MIMICS v14.0医学图像制约系统软件进行以经颅磁刺激仿真运用为目的的图像分割,以MRI图像中获得了头皮、颅骨、脑脊液、脑灰质、脑白质、小脑和眼球七种组织,并进行三维重建,建立了包含七部分分类体数据的真实头实体模型,与五层球头模型相比更加贴近TMS运用的真实环境。在此基础上,设定相应的有限元网格剖分原则和标准,结合TMS探讨的实际需求,本论文采取Materiapse公司提供的3-matic v6.0有限元建模软件对所建立的真实头实体模型进行了网格重划及优化,最终建立了TMS运用中真实头有限元模型。TMS主要用于脑科学探讨及临床,准确实时地测量磁场强度有着重要作用。此外,其安全性也是运用中需考虑的重要不足。本论文对磁刺激历程中所涉及的微秒级脉宽弱磁场的测量与标定策略进行一系列实验探讨,自主设计一套磁场标定装置用以准确制约检测线圈与激励线圈间的相对位置与相对高度等条件,实现了微秒级脉冲弱磁场的测量与标定。实验表明,测量结果基本与真值估计值保持一致,该策略可对磁感应强度进行较准确的测量和标定。 关键词:经颅磁刺激(TMS)论文 真实头模型论文 有限元模型论文 MIMICS论文 网格剖分论文 网格优化论文 高频弱磁场论文 磁场测量论文 磁场标定论文
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    摘要4-5

    Abstract5-8

    第一章 引言8-13

    1.1 经颅磁刺激探讨背景8-9

    1.2 不足的提出9-10

    1.3 国内外探讨近况10-12

    1.3.1 头部简单模型进展历程10-11

    1.3.2 真实头模型探讨近况11-12

    1.4 探讨内容与探讨目的12-13

    1.4.1 探讨目的12

    1.4.2 探讨内容12-13

    第二章 经颅磁刺激基本原理13-19

    2.1 TMS神经电生理基础13-15

    2.1.1 神经元细胞基本结构13-14

    2.1.2 神经冲动产生机制14-15

    2.2 TMS论述基础15-18

    2.2.1 TMS基本原理15-16

    2.2.2 TMS数学物理基础16-18

    2.3 小结18-19

    第三章 基于医学图像的真实头模型建立19-39

    3.1 真实头建模基本论述与策略19-24

    3.1.1 头部生理结构基础19-22

    3.1.1.1 头部层次结构19-20

    3.1.1.2 脑实质结构与功能20-22

    3.1.2 建模策略与医学图像获取22-24

    3.2 医学图像处理策略与工具24-27

    3.2.1 医学图像处理策略24-26

    3.2.2 医学图像处理工具26-27

    3.3 真实头实体模型建立27-35

    3.3.1 脑实质模型构建27-31

    3.3.2 脑实质实体模型优化31-32

    3.3.3 头皮颅骨脑脊液建模32-34

    3.3.4 真实头模型补充:眼球模型34-35

    3.4 建模评价策略与结果35-37

    3.5 小结37-39

    第四章 有限元模型建立与优化39-50

    4.1 有限元浅析法39-40

    4.2 有限元网格划分40-43

    4.2.1 有限元网格剖分原则40-41

    4.2.2 有限元网格划分工具及流程41-43

    4.3 真实头模型分网及网格优化43-47

    4.3.1 网格质量浅析43-44

    4.3.2 有限元网格分网预处理44-45

    4.3.3 有限元网格重划与优化45-47

    4.4 真实头有限元建模结果47-48

    4.5 小结48-50

    第五章 TMS高频脉冲磁场强度测量实验50-60

    5.1 TMS高频脉冲磁场测量实验目的50

    5.2 磁场强度测量论述基础50-51

    5.3 脉冲磁场测量策略51-

论文首先对人体头部生理结构进行深入浅析,并结合经颅磁刺激中真实头建模要求,提出建立包括头皮、颅骨、脑脊液、脑灰质、脑白质、小脑和眼球七部分的真实头模型。综合运用医学图像分割策略与工具,采取Materiapse公司提供的MIMICS v14.0医学图像制约系统软件进行以经颅磁刺激仿真运用为目的的图像分割,以MRI图像中获得了头皮、

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