前庭系统是内耳器官中掌管头部及身体平衡运动的一组装置以及由感受器通至中枢神经系统的总称,它可以感知身体位置、掌握身体平衡、侦测地心引力等,此外前庭系统还有促进其他神经系统发展的功能。对前庭系统进行电刺激可以无创地激活前庭器官感受器,目前已经成为生物电磁调控领域中一种新兴医疗调节技术,并且已在多种疾病的治疗中进行了实际应用。鉴于众多平衡功能相关疾病均与前庭系统失衡有关,针对前庭电刺激的三维头模型电磁场仿真以及电生理效应的研究显得尤为重要。本文在头部CT数据的基础上,通过三维生物建模软件构建了三维真实头模型,对不同的激励刺激条件下内耳以及大脑组织器官进行仿真研究。通过前庭电刺激（Galvanic Vestibular Stimulation,GVS）技术在不同电流强度下行为学数据的统计分析来揭示前庭刺激对人体眩晕症状的影响。由于脑电信号蕴含大量的生理信息,本文通过对脑电信号的处理与解析来分析GVS对脑电活动的影响以及实现对眩晕症状的检测。主要内容如下:（1）针对包含内耳以及大脑生物组织的三维真实头模型结构进行构建、仿真与分析。通过Mimics Medical生物建模软件对CT数据进行阈值分割,构建出生物三维模型,利用Geomagic studio软件对三维模型的表面进行光滑处理,填充空洞等操作,最后通过Comsol软件对不同的电流强度、电极面积以及环形电极方案下的内耳以及大脑组织进行仿真计算,揭示了GVS在不同刺激条件下内耳和大脑组织的电场分布情况。（2）不同刺激强度GVS对人体行为学影响的研究。通过对1、2、4倍阈值电流强度下DHI分数以及平衡时间数据进行统计学分析,得到了不同电流强度与眩晕等级之间线性相关的关系,从而揭示了GVS在不同电流刺激强度下对人体眩晕效应的影响。（3）不同刺激强度GVS对脑电活动影响的研究。对1、2、4倍阈值电流强度下各个脑电节律功率谱值的最大值以及平均值进行统计分析,实验结果表明:不同的刺激强度对脑电节律功率谱的最大值以及平均值的影响具有很大的差异性,部分节律出现显著性变化。通过对比不同刺激强度前后脑电地形图和样本熵数据可以发现,不同强度电流刺激前后功率谱分布的脑区范围是不一致的,样本熵在不同电极的变化规律也是不同的,部分电极刺激前后样本熵的变化差异存在统计学意义。（4）基于机器学习分类算法的有无眩晕症状以及不同眩晕等级检测的研究。在眩晕症状检测方面,本论文提出了一种眩晕症状的检测方法,该方法将DHI量表测评和脑电信号处理相结合,利用不同的信号处理算法提取多维度的样本特征,通过线性、非线性以及神经网络算法基于不同特征数据集进行眩晕检测。研究结果表明:在有无眩晕症状检测中,与其他二分类算法相比,高斯过程二分类算法基于样本熵特征的眩晕检测分类性能显著,分类准确率达87.2%。而在不同眩晕等级的检测中,较其他多分类算法,随机森林多分类算法基于各个固有模态分量的能量均值及能量熵特征的眩晕检测分类性能显著,分类准确率达83.9%。