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人体电磁模型的初步仿真研究

作　者: 何超明
导　师: 夏灵
学　校: 浙江大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 人体电磁模型仿真研究梯度线圈人体模型磁共振系统数值仿真技术指标人体作用边界条件电流作用
分类号: R318
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 157次
引　用: 3次
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内容摘要

本文综述了电磁场对神经和心脏刺激的研究进展，着眼于磁共振这个集中代表着磁场各项顶尖技术指标发展的系统中存在的电磁生理刺激问题，阐述了本课题研究的必要性，并引出研究方法；对本课题采用的研究方法即时域有限差分法做了介绍，包括数值稳定性分析和色散条件的分析，着重介绍了吸收边界条件的重要意义并对四类边界条件的理论基础做了说明；对四类边界条件进行数值仿真，对仿真结果进行了比较；对全人体模型做了梯度线圈激励下的数值仿真，考察梯度线圈在人体不同截面产生的平均特异吸收率分布情况，并通过改变梯度线圈的位置考察其对人体作用的影响；因为心脏截面有着较大的感应电流电流峰值，又由于心脏部位的敏感性和提高计算效率的需要，所以从人体模型中把心脏体段截取出来，考察梯度线圈电流作用下心脏部位的电流分布情况，从而评价梯度场对心脏刺激的作用，结果表明现有的磁共振系统的技术指标在最不利的情况下产生的涡流已经非常接近异常心肌细胞的刺激阈值。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-64
目录  0-6
第一章绪论  6-13
  1．1 研究背景  6-11
    1．1．1 电磁场的生物效应的早期研究  6-7
    1．1．2 MRI时变电磁场对外周神经及心脏的刺激  7-10
    1．1．3 关于人体模型的研究  10-11
  1．2 研究方法介绍  11-12
  1．3 研究目标和论文结构  12-13
第二章时域有限差分法  13-33
  2．1 FDTD算法  13-15
  2．2 数值稳定性分析  15-17
  2．3 数值色散分析  17-19
  2．4 激励条件  19-20
  2．5 吸收边界条件  20-33
    2．5．1 导体边界条件  21
    2．5．2 驻波行波边界条件  21-22
    2．5．3 Mur氏边界条件  22-27
    2．5．4 PML边界条件  27-33
第三章吸收边界条件的比较研究  33-41
  3．1 纯导体边界  34-36
  3．2 驻波行波边界  36-37
  3．3 Mur氏边界条件  37-38
  3．4 PML边界条件  38-41
第四章全人体电磁模型的初步仿真  41-52
  4．1 简介  41-42
  4．2 人体模型  42-43
  4．3 梯度线圈仿真  43-46
  4．4 特异吸收率（SAR）的计算  46-47
  4．5 结果和讨论  47-51
    4．5．1 仿真结果  47-49
    4．5．2 讨论  49-51
  4．6 总结  51-52
第五章心脏体段电磁模型的仿真  52-58
  5．1 介绍  52-53
  5．2 方法  53
  5．3 感应涡流计算  53-54
  5．4 仿真步骤  54-55
  5．5 仿真结果  55-57
  5．6 结论  57-58
第六章讨论与展望  58-60
参考文献  60-64
致谢  64

人体电磁模型的初步仿真研究

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