摘要：选用亥姆霍兹线圈作为交变磁场发生装置,以大鼠脑部肿瘤为研究对象,建立相关模型,以Pennes生物传热方程为基础,在COMSOL仿真软件中进行电磁场分布和温度场分布计算,并分析影响磁感应热疗结果的因素。结果表明,大鼠肿瘤治疗区域磁场分布均匀,中心磁感应强度为12.847 mT,能达到进行磁感应热疗的条件;温度场分布符合要求,肿瘤区域升温明显,肿瘤中心温度可达46℃以上,肿瘤组织基本能达到治疗温度,能实现比较充分的治疗;线圈匝数、电流、半径及间距、磁场频率等参数均能影响磁感应热疗的效果。本研究结果可为磁感应热疗的临床应用和设备中的线圈设计提供参考。

摘要：本研究以电磁感应原理为基础,使用三维有限元仿真软件COMSOL模拟经颅磁刺激过程,并通过在线圈中引入铁芯来增强磁场的刺激强度和深度。为探究影响线圈强度的因素,通过分析硅钢、铁粉芯、高磁通粉芯、铁镍钼合金粉芯、铁氧体五种铁芯材料以及不同材料高度、半径对颅内感应电磁场分布、线圈聚焦性能的影响,得出不同材料的优化参数。结果表明,随铁芯半径与高度增加,线圈刺激强度增强,聚焦能力与刺激深度呈现规律性变化。与空心线圈相比,硅钢材料最高可增强46.2%的磁场强度;高磁通粉芯材料可提高60.6%的电场强度;铁镍钼合金与高磁通粉芯材料的聚焦性能分别提高了9.63%和9.08%;铁芯线圈可以达到优化经颅磁刺激的效果。本研究可为经颅磁刺激线圈的设计提供参考,并辅助临床治疗。

摘要：采用ANSYS软件模拟焊接工作环境,加入人体模型来模拟焊接时人体所受的辐射情况。对同类型焊机工作时所产生的磁场实地测量。将磁感应强度的仿真结果与测量结果进行比对分析,得出二者误差在10%以内。再与国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)导则提出的该频率段职业暴露限值(100μT)作对比,进行量化分析。结果表明:当焊接电源输出大电流(500 A)且焊接电缆非常贴近人体时,在人体内部产生的磁感应强度达到实验峰值;电缆在腰部、手腕等部位产生的最大磁感应强度为63.36μT,占ICNIRP标准的63.36%;焊接电缆产生的磁场不会对从业者产生健康风险。当焊接电缆的输出电流依次为400 A、200 A、100 A时,产生的磁感应强度逐渐减小,分别占ICNIRP标准的50%、21%、11%;而当焊接电缆与人体的距离增大到0.1 m时,这几个值分别变为13%、5%、2.6%;说明在焊接过程中,输出电流的变化对焊接电缆所产生的磁场分布产生影响;磁感应强度与电流正相关,与距离呈负相关。

摘要：为有效评估典型地铁站台射频天线对乘客电磁暴露的安全性,设计地铁站台无线通信系统吸顶天线和乘客人体模型,利用基于有限元的电磁仿真软件,构建吸顶天线辐射下的地铁站台乘客候车电磁环境模型,研究候车乘客的公众电磁暴露问题。结果表明:天线分别工作在900和2 440 MHz时,人体组织的平均比吸收率最大值分别为4.441×10-7和1.165×10^-6W·kg^-1,电场强度最大值分别为0.139和0.148V·m^-1,平均比吸收率在人体组织内的衰减均大于电场强度的衰减;2 440MHz时的射频电磁能量在颅内的穿透能力小于900MHz时;所有计算值均低于国际非电离辐射委员会制定的公众电磁暴露限值,说明地铁站台射频天线对乘客的电磁暴露不会构成健康威胁。

摘要：磁感应热疗技术的关键之一就是对肿瘤病变区的温度场分布作相对精确的控制。本研究首先利用AutoCAD三维设计软件构建出接近生物体的动物模型,设计出适用于小动物的磁感应热疗线圈装置,采用Pennes生物传热方程,研究了混合注射和血液灌注效应下温度场分布。结果表明,利用基于有限元的多物理场仿真软件COMSOL,可获得生物体与线圈装置的电磁场分布,可在肿瘤热疗区产生相对理想的温度场分布,其中正常组织体积损伤范围较小,约为0.8%,对于提高肿瘤磁感应热疗的临床安全性及磁感应热疗装置的制造有着指导意义。

摘要：【目的】为有效评估电动汽车磁耦合谐振无线充电线圈对车内驾驶员人体电磁暴露安全性.【方法】基于有限元仿真软件COMSOL Multiphysics,设计电动汽车模型、磁耦合谐振无线充电线圈模型和车内驾驶员人体模型,分别仿真计算了在22 kHz和60 kHz的谐振频率下,充电功率为22.5 kW时驾驶员人体的磁感应强度和感应电场强度大小.【结果】磁耦合谐振无线充电线圈工作在22 kHz和60 kHz时,驾驶员人体在电动汽车内部的磁感应强度最大值分别为0.65μT和0.24μT,感应电场强度最大值分别为0.02 V/m和0.0157 V/m,其电磁暴露水平远小于国际非电离辐射防护协会(international commission on non-ionizing radiation protection,ICNIRP)制定的磁感应强度和感应电场强度公众暴露限值.【结论】仿真结果说明电动汽车磁耦合谐振无线充电线圈不会对车内驾驶员的健康构成危害.