浅谈从球体到人体头部模型的制作方法

本文介绍用3ds max软件将球体修改成人体头部模型的制作方法。这种方法操作简便、简单易学,还是比较实用。

基于中国可视人数据集的时域有限差分法人体头部电磁仿真模型构建

目的:为掌握人体组织电磁特性的变化,实现对真实人体结构电磁辐射特性的模拟和仿真计算。方法:在中国数字可视化人体数据集基础上,提出建立真实人体三维电磁模型的方法并利用CST STUDIO SUITE对其进行电磁仿真计算。结果:构建了适用于时域有限差分法计算的网格精度为1 mm^(3)的三维人体头部电磁模型,满足频率为30 GHz以下的电磁仿真计算在数值色散空间离散间隔上的要求。结论:该模型具有很好的可视性和可操作性,对构建数字电磁人以及优化生物电磁检测技术具有重要的理论价值和实践指导意义。

高压交流输电线工频电磁场对人体头部的影响

高压交流输电线是产生工频电磁暴露环境问题的重要因素之一。为了研究高压交流输电线下人体头部周围电磁场的安全性,本研究以220 kV交流输电线为主要研究对象,利用COMSOL Multiphysics有限元软件建立交流输电线下的三维人体头部工频电磁场有限元仿真模型,计算不同距离下人体头部的电磁场分布情况并判断其安全性。结果表明:头部形状的不同会影响电磁场的分布情况,头部的电磁场强度也与输电线之间的距离有关,输电线距离头部越远,其下方头部电磁场数值越小。根据国际非电离辐射防护委员会(International Commissionon Non-Ionizing Radiation Protection,ICNIRP)导则和GB 8702—2014标准,接地时头部电场强度最小安全距离分别为11.0 m和11.5 m;不接地时头部电场强度最小安全距离分别为10.5 m和12.0 m,头部磁通密度则均小于这两个标准限值。

经颅神经电磁调控人体头部物理模型研究

经颅磁刺激(TMS)作为一种广泛应用的神经调控技术,对于治疗神经、精神疾病的效果已经得到证实。TMS引起的颅内电场与治疗效果密切相关,准确测量TMS产生的颅内电场具有重要意义,但直接对人体进行颅内测量将面临技术、安全、伦理等多种问题限制。因此,本文旨在构建一个能够模拟真实大脑电导率和解剖结构的人体头部物理模型,以便代替真实大脑实现颅内电场测量。本文根据真实大脑各层组织的电导率选取和制备了合适的模拟材料,并基于核磁共振图像对各层组织进行了图像分割、三维重建及三维打印等过程,完成了对人体头部物理模型各层组织的制作,最后将各层组织组合起来构成完整的人体头部物理模型。对TMS线圈施加于人体头部物理模型所产生的感应电场进行测量,进一步验证了该人体头部物理模型的导电性。本文的研究为TMS颅内电场分布研究提供了有效的实验工具。

利用VTK与MFC的医学模型重建方法研究与实现

Visualization Toolkit(VTK)是目前医学可视化领域使用最为广泛的可视化开发工具,而MFC是Windows平台下使用最为普遍的界面开发工具。分析了VTK的运行原理,给出了二者集成使用的方法,并对当前主流3D模型重建算法进行分类比较。以此为基础构建医学可视化软件原型系统,利用VTK实现了Marching Cubes(MC)和RayCasting算法,完成了人体头部模型的3D重构。

多电极联合电刺激神经调控模型建立与分析

目的:分析电刺激信号在人体组织中的扩散情况,为多电极联合刺激提供理论依据。方法:采用以电磁仿真标准单层人体头部模型为研究对象的几何结构模型,假定模型中填充物为肌肉组织,建立具有肌肉特性的有限元模型。向模型注入20 mA的直流电信号,通过多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 5.5计算分析信号在简化头部模型中的信号传播机制。结果:信号主要集中在电极周围;多电极联合刺激时,在模型的几何中心处存在信号叠加,信号在该处存在增强的趋势;同时,通过xy截面分析发现,在均匀的肌肉组织中,信号衰减强度约为8 dB/cm。结论:在简化头部模型中,多电极联合刺激能够在头部截面几何中心形成信号增强的趋势。

手机比吸收率测量系统中关键设备性能研究

手机电磁辐射对人体健康的影响是电磁生态学中新兴的课题,现在国际上普遍采用比吸收率(SAR)衡量,并且已经研制出精密的SAR测试系统。由于手机比吸收率的测量是在近区场,而且在测试中对结果不确定度产生贡献的因素较多,所以在严格执行测试程序的同时也必须深刻理解测试系统中关键设备的性能。本文简要介绍了SAR的原理和SAR测试系统的组成,详细分析了测试系统中关键设备:场强探头、人体头部模型、EUT夹具和测试液体的性能要求以及各种因素对测试结果的影响。