【摘要】： 在生物醫(yī)學(xué)工程中，應(yīng)用電磁場數(shù)值計(jì)算方法研究電磁場與生物體相互作用的規(guī)律是一個(gè)十分重要的課題。它既有利于電磁波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，又可以有效地提供可靠的資料和數(shù)據(jù)，以避免出現(xiàn)不必要的傷害事故。本文提出了生物醫(yī)學(xué)工程中兩種對(duì)生物組織進(jìn)行電磁診斷的新方法，并分別進(jìn)行了數(shù)值分析，對(duì)其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探討。 本文首先基于低頻電磁成像方法的正問題，給出了在準(zhǔn)靜場近似下，三維有耗媒質(zhì)在低頻激勵(lì)線圈作用下的二次磁場的計(jì)算方法，討論了電導(dǎo)率的不均勻分布對(duì)二次磁場的擾動(dòng)情況。計(jì)算實(shí)例的結(jié)果表明，充分利用有限元方法中產(chǎn)生的系數(shù)矩陣高度稀疏并呈帶狀對(duì)稱分布的特點(diǎn)，采用特殊的存儲(chǔ)技術(shù)，可以大大提高計(jì)算效率。該方法為一種有效的正問題計(jì)算方法，可直接應(yīng)用于需要利用二次磁場信息反演有耗媒質(zhì)分布的正問題計(jì)算。再結(jié)合適當(dāng)?shù)姆囱菟惴ň涂蓪?shí)現(xiàn)電磁成像的目的，從而達(dá)到醫(yī)學(xué)診斷的目的。 在對(duì)矩形微帶天線用于分層生物組織診斷的FDTD分析中，討論了在微帶天線近場作用下，分層生物組織內(nèi)的場分布；生物組織中腫瘤大小以及腫瘤的介電特性與微帶內(nèi)反射系數(shù)的關(guān)系及相應(yīng)的場分布，為不同腫瘤的辨別提供了一定的依據(jù)；還討論了不同生物組織在不同頻率的近場作用下的頻率特性。在用FDTD方法計(jì)算電磁場分布的過程中，采用一種新的微帶線饋電激勵(lì)設(shè)置方式，使得在計(jì)算過程中源平面無需切換成吸收邊界，，由于場的劃分使反射場自然從總場分離出來。為了提高計(jì)算精度，截?cái)噙吔绮捎靡环N新型的完全匹配吸收層作為吸收邊界，取得了較好的數(shù)值結(jié)果。
【圖文】：

最后方程組的求解采用直接計(jì)算的高斯消去法。從而求得電勢(shì)分布值。進(jìn)而求得二次場的分布。如圖3.5至圖3.8所示，為當(dāng)小方形物體的中心點(diǎn)位于點(diǎn):x=Oem，廠oem，z=1.125em和點(diǎn):x=3.375em，廠3.375em，z=l.125em時(shí)，在z=oem平面上二次磁場的分布情況。

本文編號(hào)：2614033