经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)是一种无创的神经刺激技术,已应用于多种精神类疾病和神经系统疾病的诊断与治疗。研究表明,抑郁症、自闭症、精神分裂等精神障碍或疾病的发病机制与深部脑组织功能异常有关,但是目前的磁刺激技术和线圈仅适合对浅层皮质的刺激,难以对深部组织形成有效的刺激。本文研究的深部经颅磁刺激技术旨在增加刺激深度,同时尽量避免对浅层皮质产生影响。本文首先提出了一种基于MRI数据建立真实头部模型的方法,在此基础上建立了平行头部外轮廓的H型线圈模型。通过H型线圈的仿真研究,分析头皮、大脑深部边缘系统的电场分布,结果显示H型线圈产生的电场在头皮不聚焦,但在边缘系统的前部,即前扣带回区域聚焦。为评估H型线圈的刺激深度,定义头皮-边缘系统感应电场峰值之比作为评估参数。通过优化H型线圈导线的间隔,提高其深部特性。优化结果显示前额叶前面导线数量为4,间隔为前面导线分布范围的三分之一时；前额叶侧面导线数量为7,间隔为侧面导线分布范围六分之一时；前额叶上面导线间隔为5-6mm时,取得较好深部特性。在此基础上,本文还对8字线圈、H型线圈、双锥线圈、Halo线圈,以及H-Halo组合线圈的深度特性进行了比较,其中Halo线圈和H-Halo组合线圈还比较了电流方向对引起的电场分布和刺激深度特性的影响。结果发现Halo线圈(电流同向)、H型线圈、H-Halo组合线圈(电流同向)的深部特性较好。Halo线圈和H-Halo组合线圈电流同向时,同时增强头皮电场和边缘系统电场强度,但边缘系统电场强度增加较多；Halo线圈和H-Halo线圈电流反向时,同时减弱头皮电场和边缘系统电场强度,边缘系统电场强度减弱较多,但是Halo线圈和H-Halo组合线圈的反向电流可以明显减弱眼眶附近的电场强度,减弱了电场对眼部和面部组织影响。最后,本文分别采用电感系数法和能量法计算了线圈的电感。对于规则线圈,直接通过解析函数进行线圈电感的计算；对于非规则线圈,由能量法计算出线圈产生的磁场能量,再得到线圈电感。本文制作了一款与磁刺激仪匹配的刺激线圈,检测结果表明利用此方法设计的线圈电感的理论值和测量值基本一致。综上所述,本文提出了一种深部磁刺激中真实头模型的建模方法,提出了H型线圈优化方案,为深部磁刺激仿真研究及线圈设计提供了有益思路。与此同时,本文还提出了一种针对复杂结构的线圈的电感计算方法,并进行了相应的仿真和制作,为磁刺激线圈产品化提供了理论支撑。