【摘要】： 本文簡(jiǎn)述了生物電磁學(xué)的發(fā)展概況，分析了磁共振成像(MRI)中由時(shí)變梯度場(chǎng)感應(yīng)的渦流對(duì)人體外周神經(jīng)刺激(PNS)和心臟刺激等生物效應(yīng)機(jī)理。由此提出建立全人體電磁模型進(jìn)行仿真研究的必要性。 基于電磁場(chǎng)的時(shí)域有限差分法(FDTD)和人體實(shí)測(cè)電磁特性參數(shù)構(gòu)造出全人體電磁仿真模型軟件包，建立本課題所需要的適合于時(shí)域有限差分法在網(wǎng)格空間中進(jìn)行計(jì)算的三維數(shù)值化人體電磁模型，實(shí)現(xiàn)了人體高度任一截面的等磁導(dǎo)線和等電導(dǎo)線圖形的顯示。針對(duì)時(shí)域有限差分法中的吸收邊界條件的設(shè)定這一關(guān)鍵技術(shù)，考慮提高計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度、節(jié)省內(nèi)存、提高計(jì)算精度，對(duì)幾類典型的吸收邊界條件進(jìn)行了仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析比較，得出使用完全匹配層(PML)比較理想。 進(jìn)行MRI系統(tǒng)中縱向梯度線圈生物效應(yīng)的初步仿真研究：結(jié)合人體電磁場(chǎng)模型，通過(guò)用“Maxwell對(duì)”實(shí)現(xiàn)縱向梯度線圈仿真，，計(jì)算出全人體的感應(yīng)渦流分布，得出的結(jié)果和閾值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)渦流已很接近人體刺激閾值。因此，應(yīng)把感應(yīng)渦流值作為梯度線圈的優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。 文章最后結(jié)合在課題研究中遇到的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行了分析和思考，提出了優(yōu)化改進(jìn)的辦法。從節(jié)約計(jì)算機(jī)內(nèi)存和提高計(jì)算速度方面考慮，電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算建議采用時(shí)域偽譜算法(PSTD)來(lái)代替時(shí)域有限差分法(FDTD)，并進(jìn)行了相應(yīng)的比較和分析。提出采用現(xiàn)在比較流行的并行計(jì)算方法應(yīng)用于仿真計(jì)算。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：R35

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本文編號(hào)：2700931