生物电磁特性及其应用PDF电子书下载

第1章　概述 1

1.1　电磁场与生物的关系 1

1.2　生物电磁特性研究的意义 3

1.3　生物电磁特性的应用 4

参考文献 6

第2章　生物电磁特性及其建模 7

2.1　生物大分子的电磁特性 7

2.1.1　氨基酸溶液的介电增量和电偶极矩 7

2.1.2　蛋白质的电偶极矩 9

2.1.3　DNA的电磁特性 9

2.2　细胞器的电磁特性和细胞的电磁模型 11

2.2.1　细胞器的电磁特性 11

2.2.2　可兴奋细胞的等效电路模型 12

2.2.3　细胞的等效电磁场计算模型 14

2.3　组织的电磁特性 15

2.3.1　介电理论的基本概念 15

2.3.2　生物组织的结构特点 25

2.3.3　生物组织的介电特性 26

2.3.4　生物组织的磁特性 38

2.4 比吸收率 42

2.4.1　SAR概述 42

2.4.2　SAR计算方法 46

2.5　人体电磁模型 50

2.5.1　脑电的球模型 50

2.5.2　脑磁的球模型 57

2.5.3　脑电／脑磁的真实头模型 63

2.5.4　心脏电学模型 64

2.5.5　用于电磁辐射剂量研究的人体模型 68

参考文献 70

第3章　生物电磁特性的测量 74

3.1　电学特性的检测 74

3.2　磁学特性的检测 75

3.3　趋磁细菌磁特性的检测 78

3.3.1　趋磁细菌和Cmag值 78

3.3.2　分光光度计的改造 79

3.3.3　Rmag 80

3.3.4　实验方法 82

3.3.5　实验结果和讨论 82

3.3.6　结论 88

参考文献 88

第4章　生物电磁特性在医学检测中的应用 91

4.1　生物组织的阻抗频谱特性及其应用 91

4.1.1　生物组织的阻抗频谱特性 91

4.1.2　生物组织阻抗频谱特性的应用 95

4.2　头部组织电导率分布对脑电逆问题的影响 100

4.2.1　脑电逆问题及头部组织电导率分布 100

4.2.2　基于四层偏心球模型的脑电逆问题 101

4.2.3　高电导率的偏心球对源定位的影响 105

4.2.4　颅骨电导率变化对脑电逆问题的影响 109

4.3　电阻抗断层成像 113

4.3.1　电阻抗断层成像简介 113

4.3.2　电阻抗断层成像硬件系统 116

4.3.3　成像实验和结果 126

4.3.4　结论 128

4.4　磁共振电阻抗成像 130

4.4.1　磁共振电阻抗成像简介 130

4.4.2　磁共振电阻抗成像硬件系统 137

4.4.3　实验验证 147

4.4.4　电流斜位注入方式的磁共振电阻抗成像 152

4.5　微波断层成像技术 158

4.5.1　微波CT的工作原理和特点 158

4.5.2　实验样机的建立 160

4.5.3　最佳成像频率的实验和选择 163

4.5.4　关于图像重建算法的探索 165

4.6　微波激励热声成像技术 166

4.6.1　微波激励热声效应及成像原理 167

4.6.2　实验装置的建立和成像实验 169

4.6.3　热声信号的获取和计算 172

4.6.4　微波激励源最佳激励参数的研究与选择 173

4.6.5　微波激励热声成像中的超声检测 179

4.6.6　超宽带微波激励方式的研究 181

4.6.7　微波激励热声成像正问题研究 184

4.6.8　微波激励热声成像逆问题研究 191

参考文献 194

第5章 电磁波的热效应及其在热疗中的应用 202

5.1 电磁波对生物组织的热效应 202

5.1.1　概述 202

5.1.2　电磁波对生物组织的穿透深度（加热深度） 204

5.1.3　射频对生物组织的热效应 206

5.1.4　微波加热效应 207

5.2　电磁波热疗 208

5.2.1　概述 208

5.2.2　射频加热治疗 209

5.2.3　微波加热治疗 212

5.2.4　治疗温度的检测和控制 218

5.2.5　微波功率的适时监视 228

5.3　磁靶向热疗 231

5.3.1 问题的提出 231

5.3.2　磁性颗粒加热机制及相关应用技术 233

5.3.3　外加交变磁场发生设备的设计和研究 243

参考文献 253

第6章　强脉冲电磁场的生物学效应及其应用 258

6.1　强脉冲电场的效应和应用 258

6.1.1　强脉冲电场的电穿孔效应 258

6.1.2　电穿孔的量效关系 259

6.1.3　窄脉冲的细胞内处理机制 260

6.2　经颅磁刺激简介 261

6.2.1　经颅磁刺激的历史 262

6.2.2　经颅磁刺激的应用 262

6.2.3　磁刺激仪的电路原理 264

6.3　脉冲磁场在生物体内感应的电场分布 267

6.3.1　感应电场分布的计算和实验验证 267

6.3.2　大鼠真实头模型中感应电场分布的计算 278

6.3.3　线圈参数和位置对感应电场分布影响的分析 283

6.4　经颅磁刺激对大鼠的影响 291

6.4.1　实验装置 291

6.4.2　癫痫与脑电 293

6.4.3　低频经颅磁刺激正常大鼠的脑电分析 298

6.4.4　低频经颅磁刺激对癫痫大鼠的影响 305

参考文献 314

第7章　低强度电磁场的生物学效应 316

7.1　低强度电磁场生物学效应研究概述 316

7.2　电磁场生物学效应研究的基本准则 318

7.2.1　假设 318

7.2.2　实验室规程和实验方法 318

7.2.3　暴露装置和暴露条件 319

7.2.4　结果分析 320

7.2.5　结论 320

7.2.6　结果发表 321

7.3　用于电磁场生物学效应研究的电磁暴露装置 321

7.3.1　低频磁场发生装置简介 321

7.3.2　低频脉冲磁场发生装置 322

7.3.3　低频正弦磁场发生装置 327

7.3.4　螺线管的设计及其磁场的测量 330

7.3.5　电磁辐射实验动物暴露系统 332

7.4　低频磁场对ATP合成酶的影响 337

7.4.1　研究背景 337

7.4.2　光合细菌F0F1-ATP酶的水解活性和F1旋转速率测定 339

7.4.3　实验方法 341

7.4.4　实验结果与讨论 342

7.4.5　结论 345

7.5　低频磁场对细胞增殖分化的影响 346

7.5.1　旋转磁场及静磁场对人肝癌细胞增殖的影响 346

7.5.2　低频脉冲磁场对HepG2细胞增殖和分化的影响 350

7.5.3　低频脉冲磁场对不同来源成骨细胞影响的比较 355

7.6　低频脉冲磁场对趋磁细菌的影响 362

7.6.1　研究背景 362

7.6.2　材料和方法 363

7.6.3　实验结果 366

7.6.4　讨论 369

7.7　低频磁场对大鼠痛阈的影响及其机制 371

7.7.1　研究背景 371

7.7.2　材料和方法 372

7.7.3　实验结果 374

7.7.4　结果分析 376

7.7.5　需要说明的两个问题 378

参考文献 380