基于有限元仿真的磁感应肿瘤治疗设备线圈优化设计

在针对头部肿瘤的线圈式磁感应肿瘤治疗设备设计中,为了提高治疗磁场的强度与均匀度,需要对传统的圆形同轴线圈进行改进。根据临床需求和理论分析,采用D形线圈设计,并通过软件仿真与实际测量加以评估。结果表明:在相同条件下D形线圈与圆形线圈相比其中心磁场强度提高了约5.9%,有效治疗空间增加了约4.6%,设备性能有了一定的提高。线圈电感值的仿真与实际测量结果均符合设备要求。     

经颅直流电刺激有限元仿真的研究进展

经颅直流电刺激有限元仿真是一种基于头部有限元实体三维模型分析经颅直流电刺激电流分布的数学分析方法。作为一种理论研究方法,其目的是为实际经颅直流电刺激的应用提供相应的理论基础,对实际的操作和实验具有一定的指导意义。综述了经颅直流电刺激有限元仿真的研究现状,分析了经颅直流电刺激的头部三维实体模型的建立及优化、电极片设计及定位等关键技术,展望了经颅直流电刺激的研究趋势和方向。     

TES的人体头部3维有限元模型构建

经颅电刺激(TES)的头部3维有限元模型对于理解脑区的电势、电流分布及TES作用机制具有重要意义。为了给TES仿真提供更精确和真实的头部3维实体有限元模型,利用真实成人头部CT影像数据,通过3维图像重建、逆向工程计算及有限元网格划分,对包括头皮、颅骨、脑脊液和脑组织的4层人体头部组织进行有限元实体模型构建。结果表明:该建模方法构建的头部实体模型既保证了真实性,又具有较高的精确度,可以为TES脑区电势及电流分布、电极定位等分析计算提供理想的有限元模型。     

不同刺激条件下经颅直流电刺激的仿真

经颅直流电刺激是一种非侵入式的脑刺激方法。为了优化电刺激中电极与刺激强度的选择,基于人体头部解剖结构,建立了4层同心球体有限元模型,通过数值计算方法,讨论了不同刺激电极面积和电流强度对大脑表面电场和内部电场的影响。结果表明:提高刺激电流能够增大整个大脑区域的电场强度。刺激的有效强度面积比率与电极面积呈良好的线性关系。且减小刺激电极面积,可增加大脑皮层与内部的电场强度比例。在实际应用中,应根据刺激脑区的位置和刺激强度的要求,合理选择电极面积大小及刺激电流强度。该研究对经颅直流电刺激参数的选择具有一定的参考意义。