脉冲电磁场对骨质疏松的生物效应

电磁场作为非创伤性疗法在骨病治疗中已得到广泛的关注,故清华大学深圳研究生院以近10年的工作为基础,从细胞水平、动物模型和临床研究3个方面总结了脉冲电磁场应用于防治骨质疏松研究所取得的成果。研究发现,电磁场能够促进DNA的合成和影响成骨细胞的增殖和分化,且其效果存在一定的窗口效应;骨质疏松动物模型研究显示,脉冲电磁场能够改善去势诱导骨质疏松模型骨密度;初步临床实验证实了细胞研究和动物模型研究的作用效果,并且能够有效改善骨质疏松病人的疼痛和改善骨密度水平。因此认为脉冲电磁场将在骨质疏松的防治中发挥重要作用。     

脉冲电磁场促进骨折愈合的研究进展与展望

上世纪70年代,美国哥伦比亚大学Bassett率先将脉冲电磁场用于骨折治疗,证实了脉冲电磁场可以促进骨折愈合。经过30多年的发展,脉冲电磁场已作为一种非侵入的疗法成功运用于临床,并取得了非常好的效果。通过细胞实验研究、动物实验研究、临床应用研究、作用机理4方面综述了脉冲电磁场促进骨折愈合的研究进展,分析了影响脉冲电磁场作用效果的各种因素,并在此基础上介绍了此方面研究中还需进一步探讨的问题,以及脉冲电磁场用于治疗骨折的广阔应用前景。     

基于IPM的脉冲电磁场发生系统

本文介绍了一种脉冲电磁场发生系统，由单片机控制的智能功率模块（IPM），产生大功率脉冲电泳，带动线圈产生所需要的脉冲电磁场，重点阐述了系统的硬件构成及其各部分的主要作用和系统软件的设计过程。     

智能化低频脉冲电磁场发生系统的研究

介绍了一种智能化低频脉冲电磁场发生系统的研制 ,针对该系统比较复杂的技术要求 ,阐述了系统的硬件构成和各部分的主要作用以及关键技术问题的解决 ,给出了系统软件的设计构思和实现方案     

飞机和风机叶片除冰用脉冲线圈结构对瞬态电磁场影响研究

在飞机和风机叶片电脉冲除冰中，为了提高线圈的脉冲效果，降低除冰装置质量，实现系统的微功耗设计，需要优化线圈结构。脉冲线圈作为脉冲除冰、脉冲焊接等应用中能源转换的关键部件，其瞬态电磁场求解复杂，一般难以得到解析解。为了研究线圈结构参数对脉冲效果的影响，该文通过推导脉冲线圈的场-路数学方程，建立脉冲线圈和目标物的物理模型，并采用有限元软件对脉冲线圈的瞬态电磁场进行计算，得到脉冲线圈电磁参数时变特性。通过脉冲线圈的脉冲冲量试验对模型的准确性进行验证，在此基础上，分析线圈匝数、截面尺寸和线圈匝间距等结构参数对脉冲电流、脉冲力、脉冲效果的影响，为电脉冲除冰应用微功耗化设计提供优化思路和技术路线。     

脉冲电磁场试验装置的研制

文章介绍了一套脉冲电磁场试验装置的基本结构、设计参数、整体调试及应用情况,该装置可用于考核电子设备耐受辐射电磁场干扰的能力。     

用宽带模拟量光纤传输系统测量脉冲电磁场

介绍了一种在强电磁场环境中用于传输脉冲信号的宽带模拟量光纤传输系统。通过采用场效应管做前级放大与光电器件的非线性预校正,且提高级间RC耦合时间常数。该系统动态范围大,非线性失真小,带宽达到1 Hz~150 MHz,调整输入电路并配合天线能测量脉冲磁场或脉冲电场。给出了脉冲电磁场测量的耦合电路和测试实例。测试结果表明该系统很适用于宽带脉冲电磁场的测量。     

脉冲电磁场对雄性小白鼠生物效应的研究

本文分析了生物体所处电磁环境的类型以及外电磁场对生物体的作用方式，并以雄性小白鼠为研究对象.采用血细胞计数及细胞电泳实验的方法研究了脉冲电场及脉冲磁场对其影响。在生物电介质介电模型的基础上，探讨了脉冲电磁场对生物体及其细胞作用的机理。     

脉冲电磁场协同多孔钛合金对兔长骨缺损修复效果的微观结构分析

多孔钛合金(p Ti)是目前较为理想的骨替代修复材料,但其在微观水平上仍难以与骨组织充分骨整合。为此,研究了脉冲电磁场(PEMF)协同p Ti作用对兔长骨缺损的修复效果。采用电子束熔融技术制备孔隙率70%的Ti6Al4V多孔钛合金圆棒;于12只成年兔股骨外侧髁构建骨缺损,填充以p Ti,并采用自行研制的基于"3-Helm Holz线圈"的电磁发生系统产生2 m T、15 Hz的PEMF进行实验。结果表明:与单独的p Ti作用相比,在PEMF和p Ti的协同作用下,6周后,p Ti中的骨体积百分比提高了78.5%,骨小梁数量提高了21.7%,骨小梁厚度增大了41.8%,骨小梁间隙减小了30.7%,骨表面积密度减少了36.2%。因此,PEMF显著提高了p Ti的骨缺损修复效率,PEMF协同p Ti作用是一种更为高效的长骨缺损修复方法。     

高强脉冲电场处理对木瓜蛋白酶的影响

用高强脉冲电场处理木瓜蛋白酶,研究了电场强度、脉冲数目、温度、剪切效应等因素对酶活性的影响。结果表明:高强脉冲电场可致木瓜蛋白酶失活,且失活率与电场强度和脉冲数目呈正比。还原剂、温度和不同流速产生的剪切效应对酶活的影响很小。由此推论酶的失活并非活性部位半胱氨酸的氧化、电化学反应等外部因素引起而是酶的结构或活性部位的构象等内部因素在脉冲电场作用下变化的结果。     

高压脉冲电场冲击波法的液体杀菌实验研究

为研究高压脉冲电场冲击波对液体食品杀菌以实现不破坏食品的营养结构与原有风味的食品杀菌保鲜技术,阐述了在常温条件下产生高压脉冲电场冲击波的方法及其杀菌机理,介绍了以黄酒为试验原料的杀菌实验结果以及脉冲电压幅值、电容容量和放电次数对杀菌效率的影响规律。结果表明,该法在常温条件下注入能量>12 J/mL时,能使菌落总数降低2个数量级,可杀死黄酒中>97%的细菌,而对山渣汁营养成分(维生素和氨基酸等)几乎无破坏作用。     

损耗介质透镜实现皮秒脉冲电场在乳房组织模型中的聚焦

为实现ps脉冲电场(ps PEF)经冲激脉冲辐射天线(IRA)发射后在近似实际乳房组织(电导率为0.5 S/m)模型中的有效聚焦,采用计算机仿真技术(CST)Microwave studio软件构建了天线及乳房组织模型并计算了ps PEF在其中的聚焦特性。结果表明:引入优化参数的损耗介质材料(厚度为1 cm,电导率为10 S/m)衰减小路径角电场,最终能够实现ps PEF在焦点F2处的聚焦(电场强度E=0.08 V/m);损耗材料的引入使得焦点F2处的电场强度大大减小,引入损耗介质透镜,不仅实现了ps PEF在乳房组织模型中的良好聚焦,而且焦点F2处的电场强度(E=0.45 V/m)大大增强。因此,优化设计的损耗介质透镜能够实现ps PEF在生物组织中的有效聚焦。     

电磁热耦合模型在通风干式变压器中的运用

建立了通风干式变压器绕组温度场的二维电磁热耦合数学模型,并由此计算出变压器箔式绕组因非均匀涡流产生的温度分布,仿真结果与实验数据表明:基于二维电磁热耦合数学计算模型的分析方法是正确、合理、可靠的,为研究干式变压器的温度特性提供了方便。     

高强度皮秒脉冲电场诱导HeLa细胞生物电效应分析

为研究高强度ps脉冲电场(psPEF)诱导HeLa细胞的生物电效应,将脉冲电场参数组合(电场强度为250kV/cm,脉宽为800ps,脉冲个数为1 000、3 000、5 000,频率为3Hz)作用于人宫颈癌HeLa细胞。利用噻唑蓝(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)比色法检测ps脉冲对细胞的生长抑制情况;钙离子指示剂(Fluo-3/AM)探针标记细胞,激光共聚焦显微镜检测细胞内钙离子体积分数的改变;蛋白质印迹法检测促凋亡蛋白Bax与凋亡抑制蛋白Bcl-2释放水平的改变。实验发现:细胞死亡率与施加脉冲个数正相关,且处理后12h抑制率最高;激光扫描共聚焦半定量分析显示,处理组细胞荧光强度明显高于对照组(检验水准P<0.05);蛋白质印迹法检测结果表明,处理组细胞内Bax表达量增加(P<0.05),Bcl-2释放量略有降低。上述结果表明:高强度ps脉冲通过诱导细胞凋亡进而抑制了HeLa细胞的增殖。     

脉冲电场诱导细胞内外膜电穿孔模型与跨膜电位的仿真

基于经典的球形单细胞3层介电模型,同时考虑细胞核对跨膜电位的影响,提出了更为合理和接近实际的球形单细胞的多层介电模型,给出了稳恒电场和任意时变脉冲电场作用下细胞膜和核膜跨膜电位的计算方法。仿真结果表明:当脉宽减小时核膜跨膜电位增加,而脉宽增大时细胞膜跨膜电位增强;当脉宽在100-500ns范围时能有效实现肿瘤细胞膜和核膜电穿孔,同时不影响正常细胞。计算结果与实验吻合得很好,为肿瘤的电化学疗法和基因疗法的临床应用提供了理论指导。     

某型装备的UWB电磁脉冲效应研究

为了研究某装备的超宽带(UWB)电磁脉冲效应,结合装备的具体情况分析了传输线的场线耦合和串扰理论及相关文献后指出,在UWB作用下其控制线可能激励较高的差模干扰电压,且此干扰能"通过"光电耦合器件并注入设备后级敏感电路。利用屏蔽室、吸波墙和GW级超宽带辐射器等搭建的UWB辐照实验系统进行效应实验的结果表明上述分析正确。经分析和实验验证证明,该装备在UWB辐照下其正常的工作状态会受到显著影响。