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由水分子扩散张量计算脑组织电导率张量的新方法
脑组织电导率在脑电/磁研究中是一个重要参数.为了获取脑组织电导率,本研究利用扩散张量成像(DTI)技术,从电化学角度出发,提出了基于Stokes-Einstein与Nernst-Einstein方程的计算脑组织电导率的一种新方法,以三个正交方向上的电导率作为不同脑组织的电导率张量特征值.在人体头部DTI数据上进行计算,并与不同脑组织(白质、灰质、脑脊液)的经验电脑率值进行了对比,发现扩散各向异性越严重的组织,其电导率张量特征值偏离经验值越远,进一步证明了在脑电,磁计算中要考虑脑组织电导率各向异性的必要性.所提出的方法,基于扩散张量,考虑脑液体中各种离子浓度等因素,为获取脑组织各向异性电导率分布提供了一种新的有效途径.
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基于扩散张量成像利用一阶有限元方法计算脑白质各向异性电导率对脑电位分布的影响
目的 研究脑白质各向异性电导率对头皮电位分布的影响.方法 把由扩散张量成像得到的水分子扩散张量采用体积约束规则计算出白质组织的电导率张量,并根据成像的空间信息建立了包括头皮、颅骨、灰质、脑脊液及白质5种组织的真实头的有限元模型.基于此模型,推导了各向异性电导率脑电正问题的一阶有限元数值算法.后,采用电流偶极子模型计算头皮电位分布.结果 脑白质各向异性电导率对头皮电位分布有一定的影响,径切比越大,影响越大;左右分布偶极子比上下分布的影响要大.结论 脑电研究中,白质电导率的各向异性为一不可忽略的因素.
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基于DTI的脑白质电导率张量计算模型比较研究
目的 研究脑白质电导率与水分子扩散系数之间的关系,解决脑白质各向异性电导率张量计算模型存在的问题.方法 从电化学角度出发,引入结构系数,推导脑白质电导率与水分子扩散系数之间的关系;以实验得到的扩散张量数据为基础,计算了线性关系模型、体积约束模型和电化学模型的脑白质电导率张量值,并对计算结果进行了分析和比较.结果 证明了白质电导率与水分子扩散系数之间的线性关系.以线性关系模型为基础,比较了上述三种模型计算结果的相对误差,发现计算结果有较大的差异.结论 线性关系模型和电化学模型的计算结果相对可信.由于电化学模型只考虑了主要离子的影响,致使计算电导率存在误差.本文通过引入结构系数,提高了电化学模型计算电导率张量的精度.
