摘要：为实现对经颅磁刺激强度、深度、聚焦性、频率、刺激范围和时间等参数的精确控制,研制了一种新型128导大脑磁刺激仪。利用有限元方法建立了4层真实头模型,对不同尺寸线圈以及小线圈组的不同组合方式下,在脑内产生的电磁场进行仿真分析,结果表明:相对于单线圈刺激,小线圈组能有效地控制磁刺激强度、深度和范围,并能实现多点同时刺激,具有更优越的性能。基于上述结论,结合经颅磁刺激的特殊要求,介绍了128导大脑磁刺激仪的整体结构和软硬件设计方案;该仪器配置灵活,可针对不同应用设置各种磁刺激治疗方案,在科学研究和临床医学方面有广阔的应用前景。

摘要：为了探索极低频脉冲磁刺激对大脑的影响,设计了极低频磁刺激自发脑电对比实验,对受试者进行相同强度、频率、作用时间的磁刺激,引入磁诱导事件相关去同步/同步(ERD/ERS)的概念,综合分析了功率谱的变化以及ERD/ERS现象的产生情况,并对各导联不同频段的ERD/ERS信号进行脑地形图成像,获得了ERD/ERS在大脑不同区域的空间分布,发现各个导联对应的头部区域发生了不同程度的低频段的ERS现象以及高频段的ERD现象,表明极低频磁刺激可诱发低频脑电波,使大脑产生谐振效应,取得了发现性的成果.

摘要：探索了磁诱导对脑卒中患者运动康复的影响,设计了磁场诱导大脑自发脑电的实验方法,通过极低频(16 Hz)、低强度(20 m T)脉冲磁场作用于8位脑卒中患者的患侧脑区,同时采集静息状态下的脑电信号并对数据进行分析,利用Jebsen-Taylor手功能测试(JTT)和结合简化Fugl-Meyer运动功能评定量表和改良的Barthel指数评定量表评定康复效果。实验结果显示,磁诱导后量表评分显著升高,脑电高频段能量在运动皮层处有所增加。研究表明,磁诱导技术对脑卒中病人的康复有积极影响,可与传统康复疗法相结合在神经康复中起到辅助作用。

摘要：设计并实现了一套由热释电传感器和编码的菲涅尔透镜组成的生物特征跟踪识别系统。对传感器得到的生物信号采用了2种方法提取特征:一种是时域方法,即通过AR模型提取自回归系数;另一种是频域方法,即通过主成分分析后的傅里叶变换提取频谱信息。最后采用支持向量机的方法分别验证了2种特征的识别性能。16名受试者在3种行走速度实验环境下的初步结果显示,时域特征的正确识别率为66.48%,而频域特征的识别率则达到了86.5%。上述结果表明了热释电信息用于人体身份识别的潜能,并证明了个体差异与步态频率信息的强相关性。

摘要：目的弥补传统N-back实验只考察单一维度工作记忆内容的不足,设计多样化的脑力负荷任务,从多方位深入研究脑疲劳及认知负荷。方法从位置、颜色、形状3个维度划分3个等级,并根据反应正确率自动调节等级,构成自适应多维N-back认知负荷新范式,研究新范式下受试者的行为绩效、脑电频谱特征及脑网络变化。结果在1-back与2-back任务中,随着认知任务维度升级、脑力负荷增加,脑电alpha/beta功率比下降,PDC脑网络中各脑区之间的信息流增强且不同维度任务的信息流向与当前任务紧密相关。结论自适应多维N-back实验范式比传统单一维度N-back任务能多方位充分调动大脑认知功能、加速消耗脑力资源并影响其行为绩效,有望为更深层次研究脑认知与脑疲劳提供新思路。

摘要：目的:旨在设计一个多导靶位可配置的磁刺激系统,用来克服现有脑部磁刺激仪只能对一个靶位置进行刺激的缺点。方法:利用有限元法对众多线圈进行排布,以实现最优的结构设计;利用可控硅实现线圈的驱动电路设计;并利用144通道采集卡实现对119导刺激线圈的独立控制;在软件上利用VC语言实现对接口卡的IO控制,并实现良好的人机操作界面。结果:成功设计开发了一套多导时空可变磁刺激系统,实现了磁场的频率、脉冲数、占空比均可自由定制。结论:经过实际测试,所设计的多导磁刺激系统能够实现不同靶位的组合控制,同时在磁场空间分布、磁场强度等方面均取得了良好的性能,是对现有磁刺激仪的一次重大改进。

摘要：交变磁场的生物效应是近年医学领域研究的热点课题之一。进行了交变磁场调节人大脑精神状态的研究,设计了一套适用于动物的经颅磁诱导系统,采用环形单线圈作为磁场的产生装置,利用单片机产生不同模式的模拟信号,并通过功率放大电路,驱动线圈产生所需磁场,从而在动物颅脑中心感兴趣的区域产生500Gs的磁场。测试表明,该系统性能稳定,满足动物实验的要求。