经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Stimulation,TMS）是一种非侵入式的生物刺激技术,广泛用于抑郁症、帕金森病、阿尔茨海默症等疾病的治疗,成为医学研究领域一种有效检查和治疗手段。目前啮齿动物TMS实验受到越来越多的关注,用以研究TMS的作用效果和作用机制。然而啮齿动物大脑尺寸较小,目前商业用动物线圈聚焦性较差,对于啮齿动物来说基本为全脑刺激,无法实现对特定脑区的刺激需求,为此有必要研制一种针对小动物的磁刺激线圈,在满足刺激强度的前提下,提高线圈的聚焦性。本文以小鼠动物模型为基础,结合仿真分析与实验研究,设计了一种针对小鼠刺激的TMS线圈,有效提高了TMS线圈的聚焦性。本文的主要工作如下。1.建立真实小鼠头模型。使用CT和冰冻切片数据,通过软件iso2mesh和3-matic建立真实的小鼠头模型,该模型主要包括头皮、颅骨、大脑3个部分,并将小鼠头部模型文件转化成高精度的网格文件用于后续的仿真分析。2.通过有限元分析方法设计小鼠TMS线圈。将线圈和真实小鼠头模型进行联合仿真,对线圈产生的电磁场进行分析。本文主要从三个角度对Halo线圈展开研究,一是Halo线圈不同的参数对其性能的影响,二是Halo线圈组合对其性能的影响,三是增加附加材料对其性能的影响。结果表明,通常刺激强度与聚焦性是不可调和的一对矛盾,但对线圈位置和角度等方面的改变可能会同时提高线圈的聚焦性和刺激强度;Halo组合线圈显示出良好的聚焦性和刺激强度,比起商业小动物8字形线圈显著提高了性能;屏蔽板可以有效地防止磁场的扩散,通过改变窗口的尺寸可以提高聚焦性;铁芯能够引导磁场指向靶区,带铁芯和屏蔽板的Halo组合线圈显示出良好的聚焦性和刺激强度,是一种较好的刺激小鼠的TMS线圈方案。3.结合电磁场检测手段对设计的Halo线圈予以验证。设计了一款针对小鼠实验的TMS系统,包括主电路和控制电路,其中控制电路以AT89C51单片机为核心,并制作出Halo线圈及其组合线圈,对系统的各个组成模块进行测试,对不同Halo线圈的磁场分布进行测量,实验结果与仿真结果趋于一致。本文设计了针对小鼠的TMS线圈,该线圈具有良好的聚焦性和刺激强度,有望推动TMS在小动物模型上的进一步应用。