论文提出了一种磁声耦合神经电流检测的新方法。恒磁场中的生物组织流过一个时变电流,生物组织会受到洛仑兹力的作用:在这个洛仑兹力的作用下,组织产生振动;这个振动与流过时变电流呈一定的比例关系,并且可以由声传感器无创地检测到;通过检测由洛仑兹力引起的振动,可以导出流过生物组织的电流。 论文首先回顾了生物电流及其研究简史,概括了生物电流的检测和刺激的研究方法。根据神经的电缆模型,论文导出直流稳态解;基于导线模型,根据洛仑兹方程和细弦上的波动方程,论文建立了磁声耦合条件下带电导线在磁场中的振动方程,导出生物组织中的振动与磁场的大小、电流的大小和磁场与电流角度的正弦值乘积成正比。论文还根据神经的电缆模型的瞬态解建立了神经局部电流的偶极子模型:在引入纳维-斯托克斯方程的基础上,建立了完整的磁场中偶极子电流场和位移场模型。 根据理论分析结果,我们建立了神经电流检测和无创刺激的实验装置,进行了一系列实验。实验结果证明:磁声耦合产生的振动与输入电流大小和磁场与电流角度的正弦值成正比;通过磁声耦合,可以对局部组织进行电流刺激。 这种基于磁声耦合的方法可以无损地刺激局部神经组织、并且无损地检测神经传导的电流,用于人体神经传导功能的临床检查。