地中电偶极源极低频电磁场的分布与传播特征

利用层状大地中偶极源响应的正演算法,计算地中电偶极源激发的极低频地震电磁场并分析其在地球环境下的传播特征.设计了多个水平层状地球模型,分别模拟和展示了深埋地中的电偶极源的响应和空间分布特征.重点分析了含地壳波导+LAI波导模型的高阻大地中,倾斜电偶极源激励响应随观测点的偏移距和垂直位置、激励源深度、地壳波导结构和参数变化时各场量响应的幅频特征.研究表明,用倾斜电偶极源模拟和分析高阻大地中孕震电磁辐射的响应及在大地电磁系统中的传播特性是可行的;模拟的高阻大地中的电磁辐射在地壳波导和LAI波导中均表现有慢衰减或幅值增强特性,但两个波导效应具有不同的频率选择性;高阻大地中的电磁辐射在波导的高阻介质中具有幅值强、衰减慢的特点.建议在高阻地层出露的地表、井中或海底的高阻岩层中以及大气层中布设测站.

基于层次分析模型的潜艇极低频电磁场贡献率评估方法研究

潜艇极低频电磁场作为目标探测的关键特征,其形成机制复杂多样,平台工况以及在水下所处位置都会对其产生很大影响。有效操控以降低潜艇的磁特征对于提升其磁隐身性能具有重要的意义。然而,当前各种因素对电磁场影响程度的研究尚不充分。为此该文提出一种基于层次分析模型的贡献率评估方法,旨在为有效操控提供理论依据。首先深入分析潜艇极低频电磁场的威胁成因,并建立相应的威胁层次结构模型。其次,通过仿真手段获取由不同成因产生的电磁场信号特征,并构建威胁矩阵和特征矩阵。最后,计算得到不同成因电磁场对总电磁场的贡献率,在尾部测线上,尾流磁场的贡献率占比最高,达到0.7649;径向测线上轴频磁场贡献率占比最高,并逐渐衰减,最终在150 m处低于尾流电磁场,并保持在占比0.5左右。仿真结果验证了该方法的有效性,可为潜艇极低频电磁场的综合主动控制策略研究奠定技术基础。

低频脉冲电磁场联合递增负荷功率自行车运动在骨质疏松患者中的应用效果

目的:观察低频脉冲电磁场联合递增负荷功率自行车运动在骨质疏松患者中的应用效果。方法:选取2021年5月至2022年5月该院收治的126例骨质疏松患者进行前瞻性研究,根据随机数字表法将其分为研究组和对照组各63例。对照组给予递增负荷功率自行车运动治疗,研究组在对照组基础上联合低频脉冲电磁场治疗,比较两组临床疗效,治疗前后视觉模拟评分表(VAS)评分、日本骨科学会下腰痛评估量表(JOA)评分、Barthel指数(BI)评分、骨密度和骨代谢指标[血钙(Ca)、碱性磷酸酶(ALP)、血磷(P)、甲状旁腺激素(PTH)]水平。结果:研究组治疗总有效率为95.24%(60/63),高于对照组的80.95%(51/63),差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,研究组VAS评分低于对照组,JOA和BI评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,研究组股骨颈、股骨粗隆、Wards三角、腰椎骨密度均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,研究组Ca水平高于对照组,ALP、P、PTH水平均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:低频脉冲电磁场联合递增负荷功率自行车运动应用于骨质疏松患者可提高治疗总有效率、骨密度、JOA评分和BI评分,改善骨代谢指标水平,降低VAS评分,效果优于单纯递增负荷功率自行车运动治疗。

低频脉冲电磁场治疗仪联合腰背肌核心肌力训练对腰椎间盘突出症患者术后康复效果的影响

目的探讨低频脉冲电磁场治疗仪联合腰背肌核心肌力训练对腰椎间盘突出症(LDH)患者术后康复效果的影响.方法选择河北邢台人民医院2021年11月—2023年5月收治的60例LDH患者为研究对象,按随机数字表法将其分为对照组及观察组,每组30例.对照组进行腰背肌核心肌力训练,观察组在此基础上使用低频脉冲电磁场治疗仪,均持续干预3个月.对比两组患者的腰椎日本骨科协会评估治疗分数(JOA)、Oswestry功能障碍指数(ODI)评分、疼痛视觉模拟(VAS)评分.结果干预后,观察组的JOA量表中自觉症状、临床体征、日常生活能力和膀胱功能评分分别为(7.26±0.85)分、(4.33±0.72)分、(11.30±1.36)分、(-2.02±0.71)分,均高于对照组的(6.63±1.04)分、(3.67±0.98)分、(10.42±1.55)分、(-2.60±0.65)分,组间差异有统计学意义(P<0.05).干预后,观察组的ODI、VAS评分分别为(15.84±3.37)分、(2.38±1.14)分,均低于对照组的(19.74±4.60)分、(3.29±1.06),组间差异有统计学意义(P<0.05).结论LDH术后患者采用低频脉冲电磁场治疗仪联合腰背肌核心肌力训练,能减轻腰背部疼痛,改善腰椎功能,促进疾病康复.

天然超低频电磁场日夜交替及其稳定性分析

利用北京大学研制的BD-6型超低频电磁探测仪,在北京地热119井按不同时段和方位对天然场源超低频电磁信号进行观测,经数据处理得到不同时段和不同方位的电压-深度曲线和差分视电阻率-深度曲线,经分析与解译发现:太阳辐射在一定程度上影响天然场源超低频电磁信号的强度,但太阳辐射对其稳定性影响程度不大;天然源超低频电磁信号强度存在明显的方向性,磁北方向信号最强,随仪器探头方向与磁北方向夹角的增大信号强度降低;实验表明超低频电磁信号的差分视电阻率-深度法明显优于电压-深度法的反演与解译精度。

低频脉冲电磁场治疗骨质疏松症的临床观察

目的骨质疏松症是一种表现为疼痛、病理性骨折的一类常见骨病。骨质疏松症的治疗受到临床各科室的重视。低频脉冲电磁场是一种运用于治疗骨质疏松症的新方法，为此探讨运用低频脉冲电磁场治疗原发性骨质疏松症的一些规律。方法对2005～2006年间，我科门诊收治的41名骨质疏松症患者进行低频脉冲电磁场治疗，观察其对疼痛和骨密度的作用。结果经过每周6次，连续30次的治疗，患者在4．8±0．286天开始疼痛缓解，一周后疼痛缓解36．3％±3．7％（P=0．00），30天后疼痛缓解87．0％±2．1％（P=0．00）；3个月后骨密度提高2．6％±4．4％（P：0．099）。结论低频脉冲电磁场可以有效缓解骨质疏松症相关疼痛；而对骨密度改善可能有疗效，这需进一步实验提供更为可靠的证据。

静态和极低频电磁场非热生物效应的研究动态

人为电磁场对人类健康可能的影响尤其是电磁辐射与肿瘤发生的关系,日益引起人们的关注,电磁场的生物学效应得到全世界的广泛研究。我们着重介绍近5年来关于静态磁场和极低频电磁场生物效应的研究进展,包括信号转导、基因表达、染色体畸变、基因突变等细胞学和分子水平研究,以及致癌风险和健康危害评价等内容,并对该领域的未来研究进行了探讨。

低频脉冲电磁场治疗绝经后骨质疏松症的临床疗效观察

目的:采用低频脉冲电磁场(pulsed electromagnetic fields,PEMFs)对绝经后骨质疏松症患者进行干预,观察其临床疗效并进行为期1年的疗效观察,以探讨PEMFs对骨质疏松患者的短期和远期疗效。方法:将纳入研究的绝经后骨质疏松患者60例分为对照组和研究组。对照组接受为期12个月的常规骨质疏松治疗,包括钙剂、维生素D和二膦酸盐;研究组接受常规治疗的基础上增加30次(1个月)的PEMFs治疗。所有患者在治疗前和治疗后第1、3、6和12个月接受疗效评估,包括疼痛、功能受限指数。腰椎骨密度检查在治疗前,治疗后3、6和12个月接受检查。结果:纳入患者基线水平无显著性差异(P>0.05)。治疗后1、3、6和12个月,研究组患者疼痛和功能受限的水平显著低于对照组;治疗后3个月研究组患者骨密度(bone mass density,BMD)改善明显高于对照组,而治疗后6和12个月两组的BMD没有显著性差异。结论:在常规药物治疗的基础上配合PEMFs治疗可在短期内增加对骨质疏松症患者疼痛和运动功能的改善作用且具有较好的远期疗效;对于腰椎骨密度的影响具有较好的效果,但是远期效果不明显。

极低频电磁场曝露对大鼠认知功能和海马形态结构的影响

为明确极低频电磁场(ELF-EMFs)的神经生物效应,研究了ELF-EMFs曝露对大鼠认知功能和海马形态结构的影响.首先将雄性Wistar大鼠放在ELF-EMFs(50Hz、400μT、<1V/m)中连续曝露60d,实验期间,每周记录大鼠的体质量。终止曝露后,采用Morris水迷宫实验检测大鼠的认知功能。最后采用光镜和电镜观察海马组织结构,并通过甲苯胺蓝染色和图像分析检测尼氏体含量。结果表明:大鼠体质量的增长速度于曝露期间显著延缓,终止曝露2周后恢复;大鼠的平均逃避潜伏期于终止曝露后即刻显著延长(P<0.01),7d后恢复。终止曝露后即刻可观察到部分海马神经元发生变性、早期凋亡、突触结构破坏,尼氏体含量减少(P<0.05);终止曝露后15d,上述病变改善,30d后恢复。以上结果表明,极低频电磁场曝露(50Hz,400μT,60d)会导致大鼠体质量增长速度延缓、认知功能障碍、海马结构损伤及尼氏体含量减少;以上影响主要发生于终止曝露后早期,并具有持续时间较短暂且可恢复的特点。

低频脉冲电磁场治疗骨质疏松症的Meta分析

目的:评价低频脉冲电磁场(PEMFs)治疗骨质疏松症的疗效和安全性。方法:计算机检索中国数字医院图书馆全文数据库1994年1月—2004年12月、中国生物医学文献光盘数据库1995年1月—2004年12月。由两名评价者独立对纳入文献进行质量评价,并提取资料,如有分歧,通过讨论解决。采用RevMan4.2.5进行Meta分析。结果6篇文献、共204例患者符合纳入标准,其中随机对照试验2篇。结果:骨质疏松症患者经低频脉冲电磁场治疗后与治疗前相比较,加权均数差(WMD)=0.04,95%CI为[0.02,0.06],整体效果检验Z=3.46,P=0.0005,疗效差异有极显著性意义,在森林图中,WMD的95%CI横线落在无效竖线右侧,故认为低频脉冲电磁场治疗骨质疏松症有效。低频脉冲电磁场与对照药物的疗效差异尚无显著性意义。结论:从现有的临床证据来看,低频脉冲电磁场治疗骨质疏松症有效,安全性较高,但还非常需要高质量的随机对照试验来进一步验证。

极低频电磁场暴露与不良妊娠结局风险关联研究进展

随着现代化电力工业的发展和家用电器的普及,环境极低频电磁场的磁感应强度越来越高,因此,公众日益关注极低频电磁场暴露对人体健康的可能危害。为此,主要对近年来有关极低频电磁场暴露与不良妊娠结局发生关系的流行病学研究进展进行了综述,总结了以往研究存在的问题并展望了未来的研究方向。目前研究集中于高压输电线路及视频显示终端来源的极低频电磁场对出生体质量、流产、早产及出生缺陷。有限研究提示妊娠期极低频电磁场暴露与低出生体质量、流产发生存在相关性,但是剂量-反应关系尚不明确,结果有待验证;研究结果未支持极低频电磁场与早产和出身缺陷有关。流行病学研究对极低频电磁场是否能增加不良妊娠结局的发生风险没有得到一致结果。

分层媒质中极低频水平电偶极子在绝缘介质半空间中产生的电磁场

推导出分层导电媒质中顶层极低频时谐电偶极子在绝缘介质半空间中产生的电磁场分布的索末非积分表达式;以海床-海水-空气三层模型为例,水平交流电偶极子位于海水中,采用汉克尔变换及快速傅里叶变换,数值计算了空气半空间中的电磁场分布.结果表明极低频时谐电偶极子在空气中产生的电磁场有可测量的量级.

极低频电磁场对萌发期大豆的生物学效应

观察了 5 0Hz,0 .2mT或 6 .0mT的电磁场暴露对大豆的萌发过程、丙二醛 (MDA)含量 ,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶 (POD)、蛋白酶活性和可溶性蛋白含量以及幼苗根茎的组织形态学影响 .结果表明 :电磁场暴露下 ,大豆的开始萌发时间由 32h提前到 8h ,萌发率到达 5 0 %的时间由 72h分别提前到 4 8h(0 .2mT组 )和 4 0h(6 .0mT组 ) ;MDA含量随磁场强度的增大而下降 ;SOD ,POD活性随磁场强度的增大而升高 ,而CAT活性在 0 .2mT暴露组下降 ,在 6 .0mT暴露组升高 ;蛋白酶活性和可溶性蛋白含量分别随磁场强度的增大升高或降低 .幼苗根茎细胞的大小和形态没有明显变化 .结果提示 ,极低频电磁场可以改变抗氧化酶的活性 ,减缓脂质过氧化 ,增强蛋白酶的活性 ,促进大豆的萌发过程 .图 4参

莲房原花青素对极低频电磁场致海马神经元损伤的预防作用

研究极低频电磁场(ELF-EMF)对原代培养的大鼠海马神经元的损伤作用及莲房原花青素(LSPC)的预防作用。采用原代培养建立海马神经元极低频电磁场损伤模型及LSPC预处理模型细胞,检测神经细胞生存率、细胞形态、海马神经元细胞内活性氧(ROS)含量。结果表明:2.5、5、10μg/mL LSPC预处理组的细胞生存率分别为81.23%、90.18%和93.45%,明显高于模型组(66.88%,P<0.05);ELF-EMF引起神经元细胞内ROS含量上升(荧光强度(228.19±16.28)),经2.5、5、10μg/mL LSPC预处理后细胞内ROS荧光强度显著下降(P<0.05)。由此提示LSPC对ELF-EMF导致的大鼠海马神经元损伤有明显的预防作用。

低频脉冲电磁场对大鼠应激性溃疡胃壁血液循环及超微结构的影响

目的:探讨低频脉冲电磁场非热生物效应对大鼠应激性溃疡胃壁血液循环及其组织超微结构恢复的影响。方法:将36只SD大鼠随机等分为空白对照组、溃疡无干涉组、溃疡照射组3组。在低压低氧环境下,采用水浸束缚的方法构造大鼠应激性溃疡动物模型。首先,以单片机为基础,研制频率、幅值和占空比独立可调的低频脉冲电磁场发生装置,然后采用该装置对溃疡照射治疗组大鼠胃部区域进行照射,每天照射3 h。在造模后1、3、5、7 d,通过血清NO浓度测定及超声微泡造影方法观测胃壁血液循环的变化;溃疡组织切片染色后,通过电子显微镜观察胃壁组织超微结构病理学改变。结果:在不同的时间点,溃疡照射组大鼠血清NO浓度和微泡浓度明显高于溃疡无干涉组(P<0.05),且病理学观察表明溃疡照射组胃壁组织损伤修复明显较溃疡无干涉组快(P<0.05)。结论:一定参数的低频脉冲电磁场能够改善溃疡血液循环情况和加速组织的恢复。

低频脉冲电磁场治疗原发性骨质疏松症的临床研究

目的:观察低频脉冲电磁场对原发性骨质疏松症患者的治疗作用。方法:对82例原发性骨质疏松症患者进行低频脉冲电磁场治疗,每次40min,1次/d,每周治疗5次,共30次为1个疗程,观察其治疗作用。结果:治疗后在78例有疼痛症状的患者中,疼痛消失或缓解75例(P<0.05),总有效率为96.2%。6个月后复查显示平均腰椎(L2～4)、平均股骨颈、平均大转子、平均髋部Ward三角区骨密度均较治疗前提高(P<0.05)。治疗过程中及治疗后无不良反应出现。结论:低频脉冲电磁场能缓解原发性骨质疏松症患者疼痛症状,提高骨密度。

低频电磁场对水平半连续铸造7075铝合金的影响

采用实验的方法研究了低频电磁场对水平半连续铸造铝合金的表面质量及铸态组织的影响·将使用传统水平半连续铸造生产出的铸锭与低频电磁水平半连续铸造生产的铸锭进行了比较·研究结果表明,低频电磁场可有效地减少铸锭的表面缺陷并显著改善铸锭的微观组织·此外,提高磁场的强度或适当降低磁场的频率均有利于对铸锭质量的改善·实验所采用的安匝数及频率范围中,最优的条件分别为10000,30Hz·

低频电磁场对半连铸高强Al合金组织结构的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和透射电镜, 研究了在不同电流和频率作用下, 半连铸 d100 mm高强高韧Al合金铸锭组织结构的变化。结果表明: 在电磁场频率为25 Hz时, 当电流从60 A增大到100 A时, 电流越大, 晶粒细化越明显; 在电流为100 A时, 晶粒细化的最佳频率为25 Hz; 与常规铸锭相比, 随电流增大, 铸锭内沿[311]方向产生的织构逐渐消失, 并且铸锭边缘和中心部位的点阵常数逐渐趋于一致, 这表明溶质元素的分布更加均匀; 在电流和频率分别为100 A和25 Hz时, 晶界附近无析出带宽度变窄, 约为100 nm。此时, 无论是在晶内还是沿晶界, 析出相的尺寸明显减小, 并且有亚稳相, 形态近似为颗粒状。

低频电磁场下原位合成Al-Zr-O系复合材料机制研究

为研究低频电磁场下铝基原位复合材料的合成机制，以A356-Zr（CO3）2反应组元制备出Al-Z-O系复合材料，在低频旋转电磁场条件下原位合成了微米级颗粒增强铝基复合材料。研究表明：当感应线圈内输入电流150A，频率4Hz时，对应磁场强度为0.25T，X射线衍射结果显示基体中增强相为Al3Zr和Al2O3；SEM观察该条件下合成的复合材料凝固组织发现，生成的增强颗粒细小，粒径1-2μm，而且在基体中均匀弥散分布。对原位反应的热力学和动力学过程分析表明：反应的关键环节是高温铝液和ZrO2固液相间反应，电磁场力作用加大了反应体系的混合对流运动，提高了传热传质和物质扩散速度，并促进了颗粒在基体中的弥散分布。