[发明专利]一种用于脑深部经颅磁刺激的H型线圈优化方法

权利要求书

1.一种用于脑深部经颅磁刺激的H型线圈优化方法，其特征在于，运用有限元的方法模拟电场在真实头部电导率模型的分布情况和深部特性，优化额叶前部、上部及侧部的导线间隔，减弱头部浅层电场强度，增大头部深层电场强度，包括，以下步骤：

1)通过磁共振成像或CT数据建立包含边缘系统的真实头部结构模型，在有限元软件中建立包含边缘系统的真实头部电导率模型；

2)根据真实头部结构模型的外轮廓建立切向所述真实头部结构模型外表面的H型线圈；考虑头部边缘系统的结构和位置特点，确定额叶前部、顶部和侧部导线模型分布范围，建立在真实头部结构模型的额叶前部、顶部及侧部不同导线间隔的H型线圈模型；

3)运用有限元方法模拟H型线圈在真实头部电导率模型上的电场分布，设置评价线圈深部特性的标准，包括：

(1)在有限元软件中通过网格划分，将真实头部电导率模型分割成有限个单元，建立能够运用于数值计算的有限元模型；在有限元模型上进行加载求解，得到H型线圈在真实头部模型上的电场分布；

(2)为了满足深部刺激的目的，同时减少对浅层皮质的刺激，采用真实头部电导率模型表面电场最大值与真实头部电导率模型边缘系统电场最大值之比作为评价H型线圈设计的标准；

4)以评价H型线圈设计的标准为依据，确定H型线圈额叶前部、顶部和侧部不同位置最佳导线间隔。

2.根据权利要求1所述的一种用于脑深部经颅磁刺激的H型线圈优化方法，其特征在于，步骤1)所述的建立包含深部结构的头部模型包括：

(1)将磁共振成像或CT数据导入交互式的医学影像控制系统，包括阈值分割、区域增长和手动修饰的操作，提取头部及边缘系统的边缘，分别建立头部三维面片模型和边缘系统三维面片模型；

(2)在有限元软件中将头部三维面片模型和边缘系统三维面片模型转化为头部实体模型和边缘系统实体模型，将所述头部实体模型和边缘系统实体模型进行搭接布尔运算，建立包含边缘系统的真实头部结构模型，进行电导率赋值，建立包含边缘系统的真实头部电导率模型。

3.根据权利要求1所述的一种用于脑深部经颅磁刺激的H型线圈优化方法，其特征在于，步骤2)所述的H型线圈模型，是采用拖拽方式建立，H型线圈模型的导线截面是边长为1mm的正方形，导线距离真实头部结构模型表面5mm。

4.根据权利要求3所述的一种用于脑深部经颅磁刺激的H型线圈优化方法，其特征在于，所述的拖拽方式是在有限元软件中根据真实头部电导率模型外轮廓进行描点连线，形成切向真实头部电导率模型表层的路径，建立垂直于路径的一个截面，沿路径拖拽所述的截面，得到切向真实头部电导率模型表层的H型线圈模型。

5.根据权利要求1所述的一种用于脑深部经颅磁刺激的H型线圈优化方法，其特征在于，步骤3)所述的真实头部电导率模型表面电场最大值与真实头部电导率模型边缘系统电场最大值之比越小，表示H型线圈深度特性越好。