柯 丽 高彦照 杜 强 韩 凌

1(沈阳工业大学生物医学与电磁工程研究所，沈阳 110870)2(东北大学中荷生物医学工程与信息学院，沈阳 110819)

四层复杂球颅脑模型的构建

柯 丽1高彦照1杜 强1韩 凌2

1(沈阳工业大学生物医学与电磁工程研究所，沈阳 110870)2(东北大学中荷生物医学工程与信息学院，沈阳 110819)

颅脑模型构建的研究是颅内成像的基础，也是磁感应断层成像(MIT)系统设计中正问题计算的必要条件。根据人体颅脑真实结构，通过Comsol Multiphysics有限元数值仿真软件的几何建模工具，构建近似真实颅脑结构的四层复杂球颅脑模型。首先，根据大脑体积和颅骨内径，构建脑实质模型；其次，根据人体解剖结构，构建颅骨模型，并进行枕骨修正、轮廓修正、额骨修正和眼眶修正；第三，通过对颅骨模型的缩放，构成头皮层、颅骨层、脊液层，并与脑实质模型共同构成具有4层结构的颅脑模型；最后，将模型置入10 MHz的交流磁场中，通过仿真计算获得头皮层、颅骨层、脊液层和脑实质层感应电流的分布，感应电流在脊液层最强，在皮肤层和脑实质层较弱，在颅骨层最弱，且各层感应电流密度值之比为32∶1∶190∶21，与电导率之比相近。结果表明，该模型可以很好地显示出人体头部各组织的电磁特性差异，为MIT系统研究提供可靠的依据。

颅脑模型；磁感应断层成像；有限元；电磁特性

引言

磁感应断层成像(magnetic induction tomography, MIT[1])技术通过求解逆问题进行图像重建，可以获得头部某一剖面的图像来反映脑组织的生理和病理变化。而MIT逆问题是通过多次迭代求解正问题去逼近的，因此正问题的算法对逆问题是十分重要的，如何快速、准确地求解出MIT正问题是MIT逆问题求解成功与否的关键。……