Scalar Potential Applied to Magnetic Stimulation Modelling

• Autorzy: Sawicki B. , Płonecki P. , Starzyński J. , Wincenciak S.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie skalarnego potencjału elektrycznego do modelowania stymulacji magnetycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Article contains scalar electric potential formulation of an eddy current problem in low conducting area. Mathematical description with partially differential equations and boundary condition formulation are shown. Finite element method was engaged to solve the problem. Presented algorithm was implemented as a computer application, and then tested on simple solid cases and on human body models. The paper includes discussion about advantages of proposed solution, especially its great efficiency comparing to the formulation based on electric vector potential T.

PL

Artykuł zawiera sformułowanie opisu zagadnienia prądów wirowych w obszarze o niskiej przewodności za pomocą skalarnego potencjału elektrycznego. Przedstawiono opis matematyczny zagadnienia brzegowego w postaci cząstkowych równań różniczkowych i odpowiednich warunków brzegowych. Do rozwiązania problemu wykorzystano metodę elementów skończonych. Przedstawiony algorytm został zaimplementowany i przetestowany zarówno na prostych obiektach geometrycznych, jak i na rzeczywistych modelach anatomicznych. W artykule przedstawiono porównanie przedstawionego rozwiązania z opisywanym we wcześniejszych pracach modelem wykorzystującym wektorowy potencjał elektryczny T. Na podkreślenie zasługuje znacznie większa efektywność nowego modelu.

Słowa kluczowe

EN

eddy currents; scalar potential; bioelectromagnetics

PL

prąd wirowy; potencjał skalarny; bioelektromagnetyzm

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 83, nr 7-8
• Strony: 143--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sawicki B.

autor

Płonecki P.

autor

Starzyński J.

autor

Wincenciak S.

• Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] N. Siauve, R. Scorretti, N. Burais, L. Nicolas, A. Nicolas: Electromagnetic fields and human body: a new challange for the elec- tromagnetic field computation, COMPEL, Vol. 22 No. 3, 2003
• [2] T. W. Dawson and M. A. Stuchly: High Resolution Organ Dosimetry for Human Exposure to Low-Frequency Magnetic Fields, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 34, no. 3, pp. 708-718, May 1998
• [3] W. Wang and S. R. Eisenberg: A Three-Dimensional Finite Element Method for Computing Magnetically Induced Currents in Tissues, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 30, no. 6, pp. 5015-5023, November1994
• [4] Hans Peter Langtangen: Computational Partial Differential Equations. Numerical Methods and Diffpack Programming, Springer Verlog, Berlin-New York, 1999
• [5] J. Starzyński, B. Sawicki, S. Wincenciak, A. Krawczyk, T. Zyss: Simulation of Magnetic Stimulation of the Brain, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 38, No. 2, March 2002
• [6] O. Biro, K. Preis: Finite Element Analysis of 3-D Eddy Currents, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 26, No. 2, pp. 418-423, March 1990
• [7] C. Emson, J. Simkin: An optimal method for 3-D eddy currents, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 19, No. 6, pp. 2450-2452, Nov1983
• [8] B. Sawicki, J. Starzyński, S. Wincenciak: Analiza wpływu cech obszaru na dokładność symulacji prądów wirowych za pomocą wektorowego potencjału elektrycznego Przegląd Elektrotechniczny R. LXXVII, grudzień 2002, str.362-365
• [9] K. Preis, O. Biro and I. Ticar, Gauged current vector potential and reentrant corners in the FEM analysis of 3D eddy currents, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 36, no. 4, pp. 840-843, July 2000
• [10] M. Sekino, S. Ueno: Numerical Calculation of Eddy Currents in Transcranial Magnetic Stimulation for Psychiatrie Treatment, Neurology and Clinical Neurophysiology, 2004:88