不同脑模型下EEG、MEG正问题数值解的比较

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EEG(脑电图),MEG(脑磁图)是无损害,非侵入式探究大脑内部神经活动的医学影像技术,在研究脑功能,诊断脑疾病,动态研究人脑神经网络等方面有广泛应用。神经电流源定位研究需要EEG、MEG正问题的计算。EEG正问题求解由脑内源电流产生的脑皮上的电位势,MEG正问题求解由脑内源电流产生的脑外观测点的磁场强度。以往的工作,一般应用一种脑模型(中心球)来检验其数值方法。关于采用非球脑模型和球脑模型对EEG、MEG正问题数值解的影响,据我们所知,已有的工作很少。本文采用两种脑模型:卵球脑模型和球脑模型。在两种脑模型下针对不同方向、位置偶极子所产生的脑皮电位势图像、脑外磁场和它们的相对差进行了比较,研究了不同脑模型和偶极子参数对脑皮上电位势和脑外磁场强度的影响。结果表明,不同脑模型下电位势变化趋势相似,但脑模型的选取明显影响电位势变化区间和脑外磁场强度求解,偶极子位置对电位势峰值有明显影响。已有的正问题求解方法一般采用边界元法,差分法或有限元法,但自由度高,计算效率低,程序不灵活。本文采用加权残值边界元法,自由度少,计算效率高,程序简便灵活。直接边界元法中常用的是常数基底、线性基底,本文采用的是常数基底和正交函数基底。本文的内容安排如下:第一章对EEG、MEG的神经生理学基础,检测仪器和EEG、MEG正问题进行了介绍;第二章对求解EEG、MEG正问题所需的场方程进行了推导,并给出了我们求解正问题所采用的脑模型;第三章对我们求解正问题采用的加权残值边界元法进行了介绍,给出了EEG、MEG正问题算法;在本文的第四章,我们对两种脑模型下EEG、MEG正问题进行数值模拟,分析了数值结果,得到不同脑模型和偶极子参数对EEG、MEG正问题数值解的影响。
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