脑电源的时谐性和头的介质性对脑电位分布影响的研究

论文摘要

本文介绍了脑电磁场产生的电生理学机制及神经元和突触的结构与功能:大脑在思维活动时,神经细胞内外的离子通过细胞膜上的离子通道实现了跨膜运动,从而产生了神经元电流,各个神经元之间通过突触传递电流;简述了脑电的研究历史、意义、方法、分类、前景和国内外研究现状及不足。从目前存在的不足出发,开展了自己的研究工作。本论文是在研究脑电正问题的基础上,进行了介质球模型中时谐等效电流偶极子的电位分布和时谐性与介质性对电位分布的影响的研究。本文的主要工作包括:1.考虑到脑电源的时谐性和头的介质性,采用了电准静态近似下的Maxwell方程组来描写脑电磁场并建立了时谐等效电流偶极子模型和介质球头模型;2.计算了时谐偶极子在单层各向同性均匀介质球头模型中电位的虚部和实部的分布并给出了数值计算结果和电位分布图;3.计算了时谐偶极子在三层各向同性非均匀介质球头模型中的电位的虚部和实部的分布并给出了数值计算结果和电位分布图;4.计算并讨论了在各向同性均匀Debye介质球头模型中脑电位及其对时间和频率的变化关系以及时谐性和介电性对脑电位虚部和实部分布的影响。计算结果表明:当频率在50Hz以上时,脑电源的时谐性和头容积的介质性对脑电位分布确实存在有不可忽略的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 脑电研究综述
• 1.1 脑电信号产生的电生理学背景
• 1.1.1 神经元和突触
• 1.1.2 离子的跨膜运动
• 1.1.3 脑电的分类与特性
• 1.2 脑电的研究意义、方法及前景
• 1.3 脑电研究的发展历程
• 1.4 脑电正问题的国内外研究现状及不足之处
• 第二章 脑电磁场的基本电磁学理论及物理模型
• 2.1 时谐电磁场中的Maxwell方程组
• 2.2 准静态近似下的Maxwell方程组
• 2.3 电准静态近似下的Maxwell方程组
• 第三章 时谐偶极子电位的理论计算
• 3.1 时谐偶极子的物理模型
• 3.2 介质球头的物理模型
• 3.3 时谐偶极子在均匀无限大介质中的电位分布
• 3.4 时谐偶极子在均匀各向同性单层介质球中的电位分布
• 3.4.1 理论计算
• 3.4.2 数值计算结果及讨论
• 3.5 时谐偶极子在非均匀各向同性三层介质球壳中的电位分布
• 3.5.1 理论计算
• 3.5.2 数值计算结果及讨论
• 第四章 单层Debye介质球中脑电位对时间和频率的响应变化关系
• 4.1 单层Debye介质球中脑电位分布
• 4.1.1 理论计算
• 4.1.2 数值计算结果及讨论
• 4.2 脑电位对时间和频率的响应变化关系
• 4.2.1 理论计算
• 4.2.2 数值计算结果及讨论
• 第五章 总结及展望
• 致谢
• 主要参考文献
• n、B_n、C_n、D_n、E_n和F_n等系数的详细推导过程'>附录1:式（3.9）～（3.17）与A_n、B_n、C_n、D_n、E_n和F_n等系数的详细推导过程
• 附录2:攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目
• 附录3:Matlab6.1的数值计算程序