磁刺激颅内感应电场分布及能量分布仿真与线圈优化研究的任务书.docx

磁刺激颅内感应电场分布及能量分布仿真与线圈优化研究的任务书
一、项目背景和意义
磁刺激颅内感应技术作为一种非侵入性的神经调控技术，已被广泛应用于脑功能研究和神经精神疾病治疗。磁刺激颅内感应技术通过产生强磁场和感应电场来刺激脑区，具有定位精确、治疗安全、效果显著等优点。但目前磁刺激颅内感应技术的应用仍受到一些限制，如刺激强度不足、刺激位置难以控制等问题。因此，如何优化磁刺激颅内感应线圈设计并提高刺激效果成为了该领域研究的重点。
本项目旨在通过仿真研究，探究不同线圈结构对于磁刺激颅内感应电场分布及能量分布的影响，并建议最优的线圈结构。
二、研究内容和方法
2.1研究内容
本项目的研究内容包括：
（1）颅内感应电场分布和能量分布的数值模拟与优化，通过数值模拟的方法分析磁刺激颅内感应线圈的感应电场分布和能量分布。
（2）线圈结构优化设计，采用计算机辅助设计软件，对线圈结构进行优化设计，提出最具优化特性的设计。
（3）实验验证，利用已有的实验设备进行实验验证，检验仿真结果的准确性。
2.2研究方法
（1）建立磁刺激颅内感应线圈模型
根据仿真需求，建立磁刺激颅内感应线圈模型，包括线圈结构和磁场参数等。
（2）数值模拟磁场分布和能量分布
利用有限元分析软件对线圈模型进行数值模拟，得到磁场分布和能量分布，以此评估线圈设计的优劣。
（3）线圈结构优化设计
基于数值模拟结果，对线圈结构进行优化设计，以提高磁刺激颅内感应的效果。
（4）实验验证
利用已有的实验设备进行实验验证，检验仿真结果的准确性和实验效果。
三、预期研究成果
本项目的预期研究成果包括：
（1）建立磁刺激颅内感应线圈模型，分析磁场分布和能量分布。
（2）提出最佳线圈结构设计，并探究不同线圈结构对磁刺激颅内感应的影响。
（3）实验验证结果，检查仿真结果的准确性和实验效果。
（4）磁刺激颅内感应技术研究进一步完善和促进。
四、进度安排
本项目预计的进度安排如下：
第一阶段：2021年4月-2021年6月
确定研究内容和方法，建立磁刺激颅内感应线圈模型。
第二阶段：2021年7月-2021年9月
仿真研究磁场分布和能量分布，提出最佳线圈结构设计。
第三阶段：2021年10月-2022年3月
实验验证，并总结研究成果。
五、经费预算
本项目的经费预算如下：
人员费用：60万元
设备费用：20万元
材料费用：10万元
出版、交流和差旅费用：10万元
总经费：100万元
六、参考文献
[1]KatoM,GroissSJ,HiguchiM,etal.Roleofthedorsolateralprefrontalcortexinperceptionofabistablemotionstimulus.JournalofMagneticResonanceImaging,2018.
[2]DelvendahlI,JungNH,CrönleinT,etal.Neurofeedback-guidedTMSenhancesthealreadystrong:ImprovingthebeneficialeffectsoftinnitusTMStreatment-Arandomizedcontrolledtrial.Brainstimulation,2018.
[3]Ben-ShacharM,HendlerT,KahnI,etal.Diveandconquer:acombinatorialapproachtofunctionalconnectivity-drivendatadimensionalityreduction.InHumanbrainmapping,2018.