MEG、EEG正问题的数值模拟及其反问题研究

发布时间：2017-06-29 19:00

  本文关键词：MEG、EEG正问题的数值模拟及其反问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前EEG (脑电成像技术)，MEG (脑磁成像技术)已经成为脑功能研究和临床诊断的重要技术手段。它们对偶极子的定位问题有着重要的研究价值。在研究EEG、MEG反问题时，大量的EEG、MEG正问题的计算是不可或缺的。由脑内神经电流源的位置、方向来求脑皮电位势V的值称为EEG正问题。由脑内神经电流源的分布来求脑外磁场B的大小称为MEG正问题。反之，已知脑皮电位势V和脑外磁场B的各自测量数据重构神经电流源的分布即为EEG反问题和MEG反问题。 由脑电生理学知识，我们知道人体组织如大脑、肌肉及体内的磁性介质会产生微弱的电流，而随时间变化的电场又会产生生物磁场。我们可以用EEG、MEG来测量脑皮电位势V和脑外磁场B。本文为了建立和分析EEG、MEG测量数据的准确性，利用球几何作为人脑模型，采用加权残值边界元法(配点法)，建立EEG、MEG正问题的简便快速有效算法。可以看出，这类球模型便于数学上的处理可以得到解的解析表达式，有利于各种数值方法的精度检验，具有重要的研究价值和应用背景。同时，模拟结果表明此方法相比边界元法，差分法或有限元法，计算效率和精度都明显提高。 本文共分为五章：第一章对EEG、MEG的研究进展、测量设备以及几种神经影像技术进行了简单介绍；第二章在准静态的Maxwell方程的条件下，推导了EEG、MEG正问题的场方程并且给出了偶极子源模型以及本文求解正问题、反问题所采用的脑模型；第三章利用加权残值边界元中的配点法，建立求解EEG、MEG正问题的简便快速有效算法；第四章，一方面在四种基底下，，我们对EEG、MEG正问题进行数值模拟。比较分析了脑皮电位势V和脑外磁场B相对偶极子位置的变化情况,数值结果表明偶极子参数的变化对EEG、MEG正问题求解均有影响。另一方面，我们比较了脑皮电位势的数值解及解析解，结果表明选用的加权残值边界元法是可靠有效的；第五章我们在非球脑模型下研究电流源定位的反问题。结果表明在模型的某种约束条件下，能够解决电流源分布的唯一确定问题。
【关键词】：EEG(脑电图) MEG(脑磁图) 配点法 偶极子模型 正问题 反问题
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R311
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 前言10-15
• 1.1 EEG、MEG的研究进展10-11
• 1.2 EEG、MEG的测量设备11-13
• 1.3 几种神经影像学13-15
• 第二章 EEG、MEG电磁场理论15-26
• 2.1 EEG、MEG的正问题和反问题15-16
• 2.2 Maxwell电磁理论16-17
• 2.3 脑皮电位势V和脑外磁场强度B的计算公式17-21
• 2.4 偶极子电流源模型和脑模型21-23
• 2.4.1 偶极子电流源模型21-22
• 2.4.2 脑模型22-23
• 2.5 球模型的解析解23-26
• 2.5.1 脑皮电位势V的解析解23-25
• 2.5.2 脑外磁场B的解析解25-26
• 第三章 加权残值法的应用26-30
• 3.1 加权残值法的简介26-27
• 3.2 用配点法计算EEG、MEG问题27-30
• 第四章 EEG、MEG问题数值模拟30-38
• 4.1 数值模拟30-37
• 4.1.1 数值模拟参数30-32
• 4.1.2 EEG、MEG正问题数值模拟结果32-37
• 4.2 主要结论37-38
• 第五章 EEG、MEG反问题研究38-43
• 5.1 离散分布的电流源模型38-39
• 5.2 连续分布的电流源模型39-43
• 致谢43-44
• 参考文献44-47
• 在学期间完成论文情况47

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 徐次达;加权残数法解固体力学问题[J];力学与实践;1980年04期

2 王玉平;脑磁场及其检测技术—脑磁图简介[J];临床脑电学杂志;2000年04期

  本文关键词：MEG、EEG正问题的数值模拟及其反问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：498921