[发明专利]通过导电块导磁块调控H线圈颅内场分布的方法及装置

说明书

本发明涉及H线圈颅内场分布领域，尤其涉及通过导电块导磁块调控H线圈颅内场分布的方法及装置。包括：获取包含边缘系统的真实头部模型；根据所述真实头部模型的外轮廓，建立H线圈模型；在所述H线圈模型的回路部分内侧，建立具有不同物理参数的导电块模型；在所述H线圈模型的底座部分，头部前侧及左右两侧，建立具有不同物理参数的导磁块模型；运用有限元方法模拟所述导电块模型与所述导磁块模型结合下的所述H线圈模型在所述真实头部模型的电场分布。本发明可以实现在H线圈固定的情况下，通过调整外部导电块导磁块模型的物理参数，调控颅内感应电场分布情况，为H线圈优化提供一定的参考与思路。

技术领域

本发明涉及H线圈颅内场分布领域，尤其涉及通过导电块导磁块调控H线圈颅内场分布的方法及装置。

背景技术

经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation ，TMS）是英国谢菲尔大学的Barker等人于1985年首先创立的一种神经系统的磁刺激技术。其基本原理是在刺激线圈中通入时变电流，使线圈周围的空间产生感应磁场，该磁场作用于神经组织产生相应的感应电流，当感应电流超过该区域的神经刺激阈值时，能够使神经细胞去极化，形成诱发电位，从而影响脑内代谢和神经电活动。随着研究的深入和经颅磁刺激技术的发展，用于浅层刺激的圆形线圈、8字线圈已不能满足深部刺激的需求，深部刺激应运而生。H线圈是目前深部刺激线圈研究的一个热点。

H线圈的结构复杂，主要利用感应电场矢量叠加的原理，加强在深部靶组织中的感应电场。其设计原则为：底座为主要刺激部分，需要尽量让电流平行切向头皮，最小化非切向头皮的电流部分，以减少在组织交界面的积累电荷，这些积累电荷阻碍并减少电场的渗透深度；而突出回路和连接部分需远离刺激目标区域，减弱对目标区域的影响。对于当前的H线圈而言，在H线圈固定的情况下，其形成的感应磁场分布固定，只能通过调整输出电流控制强度，无法实现对其形成的感应磁场以及在颅内形成的感应电场的局部控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的通过导电块导磁块调控H线圈颅内场分布的方法及装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

通过导电块导磁块调控H线圈颅内场分布的方法，包括：

获取包含边缘系统的真实头部模型；

根据所述真实头部模型的外轮廓，建立H线圈模型；

在所述H线圈模型的回路部分内侧，建立具有不同物理参数的导电块模型；

在所述H线圈模型的底座部分，头部前侧及左右两侧，建立具有不同物理参数的导磁块模型；

运用有限元方法模拟所述导电块模型与所述导磁块模型结合下的所述H线圈模型在所述真实头部模型的电场分布。

优选的，所述的通过导电块导磁块调控H线圈颅内场分布的方法，还包括：

判断所述真实头部模型的电场分布是否满足所需要刺激深度、聚焦区域或其他特性：

若满足，将所述电场分布作为所述真实头部模型的目标电场分布；

若不满足，根据所述导电块模型的物理参数与所述导磁块模型的物理参数同所述真实头部模型的电场分布的内在关系，调整所述导电块模块及所述导磁块模型的相应物理参数，获得所述目标电场分布。

优选的，获取包含边缘系统的真实头部模型，具体包括：

所述真实头部模型包括真实头部结构模型和真实头部电导率模型；其中，通过磁共振成像或CT数据建立包含边缘系统的所述真实头部结构模型，在有限元分析软件中建立包含边缘系统的所述真实头部电导率模型。

优选的，运用有限元方法模拟所述导电块模型与所述导磁块模型结合下的所述H线圈模型在所述真实头部模型的电场分布，具体包括：