导读:本文包含了生物电磁学论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:生物电磁学仿真框架,跨平台并行,时域有限差分,中国男性儿童体型模型
生物电磁学论文文献综述
王萌[1]（2019）在《生物电磁学仿真框架构建及儿童可变形模型的电磁辐射模拟应用》一文中研究指出射频电磁辐射已广泛存在于日常生活中。根据目前已有的研究结果,在使用手机等日常情景下,儿童和青少年吸收的电磁辐射剂量会高于成年人,国际癌症研究机构已将射频电磁辐射列入2B类致癌物。准确评估日常生活中儿童和青少年吸收的电磁辐射剂量非常重要。数值模拟技术是评估生物体电磁辐射剂量的常用方法。准确评估人体电磁辐射剂量的要素包括能够支持生物组织特性、匹配生物组织的吸收边界、可处理高精度模型的大规模数据、计算生物电磁学剂量和能获取计算细节的计算电磁学计算平台,以及能代表研究目标群体的人体模型。商业软件能够满足生物电磁学研究的部分需求,但无法获取模拟计算的细节,且难以有针对性的计算不同种类的比吸收率(SAR)数据。开源软件免费、容易获取、能监测计算细节,但无法使用某一款开源软件完成计算电磁场分布和生物电磁学剂量评估,或没有实现匹配生物组织的介质特性和高效吸收边界,或无法支持数据规模较大的高精度模型。本文以时域有限差分算法(FDTD)为基础,开发了一套能够满足生物电磁学辐射剂量评估研究需求的跨平台开源并行仿真框架MedFDTD,其创新性是能够同时支持生物组织特性介质计算、匹配生物组织的吸收边界、评估生物电磁学剂量和高效可跨平台并行计算,能够快速准确的完成生物电磁学剂量评估研究。在中国参考人可变形模型的基础上开发了极端体型儿童模型修复算法,构建了能够代表中国人群、具有多种体型、能用于电磁和电离辐射剂量评估研究的中国男性儿童可变形体型模型库,并在仿真框架和模型库的基础上展开儿童电磁辐射剂量评估应用研究。在生物电磁学仿真框架部分,本研究分析并实现了基于FDTD算法的计算电磁学模块,并针对生物电磁学研究的需求,实现了基于卷积完全匹配层(CPML)技术的吸收边界模块,能够计算具有色散特性的介质,提供点波源,平面波源,天线波源等激励源模板,并能计算辐射功率等参数的激励源模块,能够计算局部SAR,全身平均SAR的生物电磁学模块。基于MPI和C++AMP并行加速技术,使上述模块能在多种操作系统、多种硬件平台上利用CPU或GPU进行并行加速计算。基于IEEE推荐的质量平均SAR计算算法,开发了计算质量平均SAR等生物电磁学剂量的后处理模块。这些功能模块共同构成了兼具模拟生物电磁学常用介质和高精度模型开域空间等电磁仿真场景,直接获取辐射功率、多种标准SAR等满足生物电磁学研究需求的功能的跨平台开源并行生物电磁学仿真框架MedFDTD,并已在SourceForge和GitHub等开源平台上发布,能够获取其计算细节并拓展应用。为构建能用于电磁辐射模拟研究的儿童体型模型库,本研究根据中国男性儿童的身高、体重和体型的分布和百分位数等统计数据,以及主要内部器官推荐质量数据,在中国参考人可变形模型的基础上,构建了具有11~12岁年龄组中国男性儿童第50百分位数身高,第10、50、90百分位数体重的儿童模型,分别用于代表过轻体型、正常体型和超重体型的中国11~12岁男性儿童模型。进一步通过器官调整算法和手臂调整算法修复了过轻体型和超重体型存在的问题,完成了可代表中国人群解剖结构特征的11~12岁男性儿童体型模型库的构建。该男性儿童体型模型库符合中国人群的解剖结构、体格参数和内部器官质量分布,并可直接用于电磁、电离辐射剂量学研究。在电磁辐射剂量评估部分,本研究利用已完成的MedFDTD和儿童体型模型库,研究分析了年龄和体型对儿童电磁辐射吸收剂量及其分布的影响。模拟结果表明,年龄引起的组织参数变化,会使儿童全身质量平均SAR升高,会导致电磁辐射吸收剂量的分布发生极大的变化。与成年人相比,11~12岁年龄段的儿童的皮肤对电磁辐射能量的吸收能力降低了22.21%~48.11%。体型对儿童电磁辐射吸收剂量及其分布的影响的研究结果表明,所有体型儿童模型的全身质量平均SAR均在IEEE和ICNIRP制定的射频电磁波公众防护限值之内。在同一频率下,过轻体型的儿童模型会出现相对更高的全身质量平均SAR。超重体型人体被高频电磁波照射时,由于皮下脂肪层可能出现驻波效应等因素,脂肪将成为吸收电磁辐射能量最多的组织器官,皮下脂肪层的驻波效应可能是超重体型的儿童会吸收更多电磁辐射能量的重要影响因素。综上所述,本文在生物电磁学仿真框架、中国男性儿童可变形体型模型库和儿童电磁辐射评估叁个方面展开了研究。本文开发的生物电磁学仿真框架和中国男性儿童可变形体型模型库,在生物电磁学和辐射剂量评估领域具有广阔的应用前景。(本文来源于《华中科技大学》期刊2019-01-01）
程国媛,张可兴[2]（2016）在《电磁辐射污染不可小视》一文中研究指出专注研究40多年发表论文90多篇5月底，美国发布一项最新研究，显示来自手机的射频辐射会导致大鼠罹患某些类型癌症的几率上升。尽管该项研究中，暴露在辐射中的大鼠出现肿瘤的几率并不是很高，但研究者指出：“即使暴露在射频辐射中只导致患病几率小幅上升，这(本文来源于《山西日报》期刊2016-06-30）
李海娟,胡向军,王丽峰,彭瑞云,杨国山[3]（2013）在《生物电磁学研究的新进展——从生物电磁学会第34届年会谈起》一文中研究指出生物电磁学学会(The Bioelectromagnetics Society,BEMS)成立于1978年,会员遍及世界近40个国家和地区,总部设在美国的哥伦比亚特区。自1979年起,生物电磁学学会每年都举行年会进行学术交流,其第34届年会于2012年06月17至22日在澳大利亚布里斯班会展中心举行。在这次年会上,来自澳大利亚、俄罗斯、美国、英国、中国等24个国家的生物电磁学学者就生物电磁学领域的相关专题进行了交流和讨论。本文将此次会议的(本文来源于《生物物理学报》期刊2013年04期）
杨军,赵学泉,肖雳,齐殿元,巫彤宁[4]（2009）在《数值计算方法在生物电磁学中的应用》一文中研究指出目的:介绍现有数值计算方法的特点,总结目前主流生物电磁仿真软件的不同侧重方向,并探讨生物电磁计算平台的发展趋势。资料来源:由作者检索万方数据库、Sciencedirect(Elsevier)数据库及IEEE数据库。资料检索时间为1999/2009。检索关键词包括"生物电磁,仿真,数值计算,FDTD"。共检索到83篇文献,其中中文28篇,英文55篇。手动检索资料包括软件的介绍和使用手册资料4份。资料选择:通过标题和摘要阅读进行初筛,选择最近发表的同种仿真方法的相关研究文献。结局评价指标:排除研究目的与课题无关的文献25篇,内容重复和陈旧的文献27篇,保留31篇中英文文献进一步分析。符合纳入标准的31篇文献中,综述、述评8篇,研究论文23篇。结果:常用的电磁场数值计算方法包括时域有限差分法、矩量法、有限元法。目前应用于电磁照射对生物体影响研究的仿真软件主要有SEMCAD-X,FEKO,XFDTD,HFSS及GEMS等多种。结论:未来生物电磁计算平台的发展趋势将融合多种数值计算方法,以增强对仿真对象的多种研究需要。此外,仿真界面人性化和建模流程便捷化也是未来改进的重点。(本文来源于《中国组织工程研究与临床康复》期刊2009年52期）
曾群力,许正平[5]（2008）在《生物电磁学研究的难点及可能突破》一文中研究指出文中分析了目前在生物电磁学研究领域中存在的难点和困难,提出了未来研究中可能的突破方向,供我国生物电磁学研究领域的学者参考。(本文来源于《浙江大学学报(医学版)》期刊2008年01期）
[6]（2008）在《浙江大学医学院浙江省生物电磁学重点研究实验室简介》一文中研究指出浙江省生物电磁学重点研究实验室是1997年10月由浙江省科委、计经委和财政厅批复组建的，于2002年5月通过省科技厅的验收，并正式对外开放。该研究室前身是由我国生物电磁学奠基人之一姜槐教授创建的原浙江医科大学微波研究室。在姜槐教授的带领下，该研究室于19(本文来源于《浙江大学学报(医学版)》期刊2008年01期）
严登俊,李伟,王贵琴,赵骥万[7]（2007）在《生物电磁学研究进展》一文中研究指出本文介绍了近年来生物电磁学研究的最新进展,讨论了电磁场生物热效应、非热效应和累积效应及其生物机理,详细阐述电磁场生物效应在医学界和食品保存等方面的综合应用状况,最后分析了时域有限差分法等电磁场数值计算技术在生物电磁场学研究中的作用。本文的工作,将有望为后续的研究工作提供一定的帮助。(本文来源于《电气电子教学学报》期刊2007年03期）
韩宇南[8]（2007）在《计算电磁学和并行算法解决生物电磁学关键技术的研究》一文中研究指出生物电磁学(bioelectromagnetics)是研究生物体内和生物体间电磁现象的一门新兴学科。随着技术的发展和电磁环境的复杂度的提高，电磁辐射产生的生物效应问题已经成为人们关注的热点。由于生物体的高度复杂性，科学技术界往往针对一个问题采用多种方法研究，采用计算机模拟是公认的必须的研究方法。该方法可以模拟生命体在自然状态下的过程，这是其他方法所无法取代的。近些年来计算生物学技术已经成为生命科学研究和生物医学工程的关键技术，国内外在该领域的研究正逐步升温。在国家自然科学基金重点项目和北邮创新基金项目的支持下，本文研究了计算电磁学和并行算法在生物电磁学仿真中的应用，特别是研究了人体天线设计和最为重要的阻抗方法和时域有限差分法。这些工作包括仿真了高压输电线、经颅磁刺激对人体内的感应电流密度分布，分析了蓝牙通信系统在人体内产生的比吸收率分布，建立了计算机显示器辐射模型并分析了对人脑的影响，提出了可穿戴式网络的概念，对窄带蓝牙可穿戴式网络进行了估计，设计了用于可穿戴式网络的平面倒F天线和用于无线超宽带通信的对称平面偶极天线(CPD-UWB)。论文的主要贡献包括以下内容：1首次完成了阻抗方法的并行化研究，实现并验证了并行阻抗算法。基于Maxwell方程，通过离散化网格重新推导了叁维阻抗方法，得到了可计算的电磁波波长和网格解析度之间的关系以及离散化计算方程的生成方式并给出了迭代解法。进一步给出了实现阻抗方法的并行化的通信方式并在8节点并行计算系统上通过消息传递界面(MPI)实现了并行阻抗方法。验证了并行阻抗算法的正确性并评估了并行计算效率。2根据时域有限差分法(FDTD)在生物电磁学领域中应用的需要，重新推导了分裂场形式的FDTD，给出了求解损耗媒质中散射电磁场的FDTD方法。进一步对标准FDTD的数值色散进行分析，提出了修改介质电参数方式来降低网格数值色散的方法，最后对非均匀网格技术进行了讨论。3基于并行叁维阻抗方法，建立了用于仿真暴露在电磁场环境中的人体内感应电流密度的分布情况的通用的数值模型。进一步又仿真了暴露于国际非电离辐射保护委员会(ICNRIP)建议的磁场限值100μT和0.4μT的磁场(流行病学报告显示该磁场强度儿童患白血病的几率会增加一倍)中仿真人体模型中感应电流密度的分布；仿真了暴露在实际高压输电线附近的人体内的感应电流密度分布，仿真了重复经颅磁刺激在高解析度的人体头部产生的感应电流密度分布。4建立了基于可变网格时域有限差分法的仿真微波电磁场与人体近距离互作用的数值模型。仿真了用于蓝牙通信系统的平面倒F天线电磁辐射在人体中产生的比吸收率分布，分析了天线对人体的影响以及人体对天线辐射的影响，为构建人体中心网络和可穿戴网络提供了理论基础。5基于运动电荷的电磁辐射原理针对计算机显示器阴极射线管(CRT)建立了电子束辐射模型，得到了辐射场与电子束电流的对应关系，在此基础上建立了计算机显示器CRT辐射场的数值模型。利用建立的CRT电子束的辐射模型计算了人脑暴露于CRT监视屏的电磁场环境下的比吸收率。基于显示器CRT辐射模型针对一种具体的计算机监视器结构建立了辐射频谱特性并将理论计算结果与实际侦收实验得到的测量结果进行了比较。6随着手机、蓝牙耳机、无线网卡、无线路由器、可穿戴计算机等在人体附近使用的无线设备的逐渐普及，对于人体中心无线网络技术的研究也在不断升温。为此，在人体中心网络的基础上提出了可穿戴式网络的概念。仿真并设计了采用蓝牙技术构成窄带可穿戴式网络的平面倒F天线，对基于蓝牙窄带的可穿戴式网络的传输通道进行了测试和估计，分析了呼吸、佩戴金属饰品和运动对的影响。仿真并设计了采用宽带UWB技术构建可穿戴式的网络天线。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2007-04-11）
陈建华[9]（2006）在《适于生物电磁学领域的GTEM小室研究》一文中研究指出生物电磁学(Bioelectromagnetics)要解决的关键问题是“量—效”关系，即电磁波给予生物系统的电磁作用量与生物系统产生的响应大小间的定量关系。要对“量”进行准确描述，必须要有能在有限的封闭空间内产生一个均匀平面电磁波的设备。本文对吉赫兹横电磁波室(GTEM cell)概念的提出与发展作简要回顾，对其总体构成和性能特点给予简要的阐述，依据相关理论对GTEM cell的过渡段和主段的特性阻抗进行理论分析和计算、并对其终端匹配负载在0-100Mhz和100Mhz以上的工作特性进行分析，在对电磁波吸波材料和电阻性面阵的特性进行分析的基础上，设计出其终端匹配负载。用FDTD方法对GTEM室内部纵向和横向电磁场分布进行分析，以验证设计方案的可行性。作为特例计算了800MHz时肝组织每1g组织的最大SAR和平均SAR，并分析了放入培养皿后对电磁场分布的影响。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2006-01-01）
高源慈[10]（2005）在《电介质准光学测试系统的实现及生物电磁学中的相关研究》一文中研究指出电介质材料研究与测量是基础科学研究中一个重要的组成部分。本文就电介质准光腔测试系统的设计与实现及生物电磁学领域的相关问题进行了探讨,主要完成了以下几点理论与实验及应用技术上的工作和创新: 1)从求解平凹型准光学开放腔(平凹腔)内电磁场分布出发,首次采用模式匹配理论对平凹腔与波导的缝隙耦合进行了分析,进而详细推导了平面镜口径、球面镜的曲率半径及腔长等腔体结构参数与基模谐振频率、品质因数、菲涅耳数等腔体性能的函数关系,系统地总结了考虑耦合缝隙尺寸时设计平凹腔的理论依据,根据该理论分析、设计了8mm波段平凹腔,利用HFSS软件对此缝隙耦合的平凹腔模型进行了计算机数值仿真,仿真结果很好地印证了理论计算结果。 2)根据理论模型加工制作了8毫米波段的平凹腔,将平凹腔与标量网络分析仪连接构建了介电参数测试系统;判别了平凹腔各谐振峰的模式数;测试了基模的性能指标;全面分析了影响测试精度的因素;估算了为达到相同测试精度时采用变频方法与变腔长法对频率分辨率或腔长分辨率的要求,由此推断在毫米波段变频方法比变腔长法更容易达到较高的测量精度。 3)由平凹腔内测试介质样品的基本模型出发详细推导了测试理论,辨析了报道中的理论差异,并将理论结果结合平凹腔测试系统对提纯后的核酸碱基、不同材料的细胞培养皿分别进行了测试。然后,针对微扰法具有测试大损耗介电参数能力较强、需要的测试样品量较少的特点,引入微扰理论探讨了准光腔测量大损耗介质的技术,对碳纳米管、石墨分别进行了介电参数测定,并和波导法的测试结果进行了对比。 4)根据目前生物学家和生物化学家对电磁波引起的电穿孔实验的报道,从电磁场在有耗生物电介质中散射的分析角度建立了多层结构的细胞与电磁场互作用的数学模型,根据该模型的数值计算结果探讨了电磁生物效应的频率特性,以此推断中低功率的毫米波不会引起过高的跨膜电压而导致细胞膜的电穿孔。 5)提出将人体组织作为空间辐射器的损耗介质负载考虑到辐射器的设计工作中,对医用微波辐射器性能进行更全面地优化。完成了微波辐射器的设计、加工制作及热图测量,形成了医用微波辐射器的研发体系,通过生产实践证明按照该方案设计的产品在临床应用时具有良好的工作特性。(本文来源于《电子科技大学》期刊2005-03-01）
生物电磁学论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
专注研究40多年发表论文90多篇5月底，美国发布一项最新研究，显示来自手机的射频辐射会导致大鼠罹患某些类型癌症的几率上升。尽管该项研究中，暴露在辐射中的大鼠出现肿瘤的几率并不是很高，但研究者指出：“即使暴露在射频辐射中只导致患病几率小幅上升，这
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
生物电磁学论文参考文献
[1].王萌.生物电磁学仿真框架构建及儿童可变形模型的电磁辐射模拟应用[D].华中科技大学.2019
[2].程国媛,张可兴.电磁辐射污染不可小视[N].山西日报.2016
[3].李海娟,胡向军,王丽峰,彭瑞云,杨国山.生物电磁学研究的新进展——从生物电磁学会第34届年会谈起[J].生物物理学报.2013
[4].杨军,赵学泉,肖雳,齐殿元,巫彤宁.数值计算方法在生物电磁学中的应用[J].中国组织工程研究与临床康复.2009
[5].曾群力,许正平.生物电磁学研究的难点及可能突破[J].浙江大学学报(医学版).2008
[6]..浙江大学医学院浙江省生物电磁学重点研究实验室简介[J].浙江大学学报(医学版).2008
[7].严登俊,李伟,王贵琴,赵骥万.生物电磁学研究进展[J].电气电子教学学报.2007
[8].韩宇南.计算电磁学和并行算法解决生物电磁学关键技术的研究[D].北京邮电大学.2007
[9].陈建华.适于生物电磁学领域的GTEM小室研究[D].西安电子科技大学.2006
[10].高源慈.电介质准光学测试系统的实现及生物电磁学中的相关研究[D].电子科技大学.2005
标签：生物电磁学仿真框架; 跨平台并行; 时域有限差分; 中国男性儿童体型模型;