脑模型和偶极子参数对EEG、MEG正问题的影响

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EEG(Electroencephalography脑电图)、MEG(Magnetoencephalography脑磁图)是两种用于研究脑神经活动的医学影像技术。因其具有时间分辨率高、无创伤等优点,成为脑功能研究及临床诊断的重要技术手段。而对脑影像获得的数据进行有效定量地分析和可视化,离不开数值计算。本文采用加权残值法来求解基于拟稳态麦克斯韦方程组的积分方程的数值解。以往对EEG、MEG正问题的研究,大多关于数值计算方法及脑模型对数值计算速度及数值计算结果精度的影响。而关于脑模型及偶极子参数对EEG、MEG正问题中脑皮电位势及脑外磁场的影响,这方面的数值结果比较少。本文以中心球、椭球、三种卵球作为解析脑模型,求得由脑内部神经电流源求解脑皮电位势和脑外磁场的数值解。研究了在不同脑模型下的脑皮电位势及脑外磁场相对于偶极子不同位置的变化规律,不同方向的偶极子产生的脑皮电位势及脑外磁场相对于偶极子不同位置的变化规律,不同脑皮观测点的电位势及不同脑外观测点处的磁场相对于偶极子不同位置的变化规律。针对不同脑模型所做的数值模拟表明:脑皮电位势峰值具有相同的变化规律,即偶极子沿Z轴向上移动时脑皮电位势峰值不断增大,但峰值大小明显不同;原在磁场相同;容积电流产生的磁场差异较大。针对不同偶极子方向所做的数值模拟表明:脑皮电位势峰值具有相同的变化规律,即偶极子沿Z轴向上移动时,脑皮电位势峰值不断增大,但峰值大小明显不同;容积电流产生的磁场不同。针对不同脑皮及脑外观测点所做的数值模拟表明:脑皮电位势、容积电流的大小与变化规律均受观测点的影响。
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