【摘要】：無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)具有無(wú)痛和非侵入式,可以檢測(cè)胃潰瘍、小腸糜爛等消化道疾病,但是目前仍有許多問(wèn)題尚未解決,比如電磁輻射安全性。在膠囊內(nèi)窺鏡內(nèi)的天線,是主要造成人體生物電磁輻射效應(yīng)的原因。如何在狹小的膠囊空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)天線的微型化設(shè)計(jì)同時(shí),滿足電磁輻射安全設(shè)計(jì),是本文的研究重點(diǎn)。因此本文開展了如下工作:首先,本文搭建了天線理論模型,陳述了本文的空間電磁場(chǎng)FDTD方法。同時(shí)使用Varipose軟件,繪制數(shù)字真實(shí)三維人體模型,設(shè)置不同組織在特定頻率下的電磁特性參數(shù),完成仿真所需要的人體模型搭建。通過(guò)對(duì)比研究最新的電磁輻射安全標(biāo)準(zhǔn),選擇與醫(yī)療設(shè)備最相關(guān)的ICNIRP作為本研究的參考限值。接下來(lái)研究了圓錐形螺旋微帶天線的線長(zhǎng)、初始極徑、線徑、螺距(XY平面投影,Z方向)、螺旋方向、介質(zhì)基板相關(guān)參數(shù)(基板厚度,基板與天線距離,基板半徑)等物理參數(shù)對(duì)天線性能的影響,最終確定2.4GHz發(fā)射頻率的發(fā)射天線,為研究電磁輻射安全提供了天線模型基礎(chǔ)。最后研究了該天線模型在人體消化道內(nèi)的電磁輻射的分布情況,對(duì)照電磁輻射安全限值進(jìn)行了分析。本文將人體消化道分為食管、胃、小腸、大腸,在這些部位中均勻選點(diǎn)以模擬膠囊在這四個(gè)部位的運(yùn)動(dòng)狀況,共107個(gè)點(diǎn)。然后對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行電磁輻射仿真并討論輻射分布情況,重點(diǎn)分析了SAR RAW、SAR_(avg)、SAR_(10g)、極化方向等參數(shù)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)每個(gè)部位所有的SAR RAW值,總結(jié)各個(gè)部位的SAR分布特點(diǎn);通過(guò)查看SAR_(10g)最大值點(diǎn)的極化方向討論人體內(nèi)天線輻射的極化特點(diǎn);通過(guò)將SAR_(10g)和SAR_(avg)與參考限值進(jìn)行對(duì)比,討論電磁輻射安全條件。通過(guò)修改天線的輸入功率最后得到,在輸入功率低于75mW時(shí),膠囊在整個(gè)消化道內(nèi)最大SAR_(10g)低于2W/kg(該點(diǎn)位于小腸),此時(shí)SAR_(avg)最大值為0.27mW/kg,也低于80mW/kg限值。從各個(gè)部位的人體SAR分布圖上得出,輻射方向沿最大SAR值點(diǎn)方向,滿足天線輻射安全的設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH776.1;R144

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2748178