手机辐射与人体头颅相互作用的仿真分析

手机与人体相互作用中涉及两方面问题,一是人体吸收的电磁剂量是否超过限值标准从而对人体造成伤害;二是人体对手机的辐射特性会产生什么影响.采用时域有限差分(FDTD)法经数值仿真进行探讨.结果表明,当手机内置PIFA天线、辐射频率为1 800 MHz、辐射功率为1 W时,人体头颅的总体平均比吸收率未超过ICNIRP颁布的公众基本限值标准,但头颅内任意10 g组织中平均比吸收率的最大值却超过了公众基本限值标准.同时,头颅的影响使手机的辐射特性发生变化,当手机贴于左耳时,手机天线的方向图较之于处在自由空间时的方向图而言发生了向上、向左的偏斜,并且辐射到空间的功率约为辐射总功率的60%,被头颅吸收的功率约为辐射总功率的40%.     

细胞内自由钙离子浓度变化的时-频分析

了解细胞内自由钙离子浓度([Ca~(2+)]_i)的变化规律是探知细胞乃至相关生物组织生存及健康状况的手段,而采用时-频分析方法则可获得其变化规律中较多的深层次信息.为了更好了解癌细胞与正常细胞内[Ca~(2+)]_i变化规律间的差异以及各自的特征,选取3种癌细胞和4种正常细胞作为实验对象.首先,用荧光试剂对各细胞样品进行负载,再用激光扫描共聚焦显微镜对细胞内的荧光强度进行测量,以获得细胞内[Ca~(2+)]_i的时域数据;接着,对时域数据进行时-频分析,并给出时-频分布函数的等值线图.结果表明,虽然癌细胞和正常细胞内[Ca~(2+)]_i的变化在时-频域内均有连续出现和离散出现的两类谱带,但癌细胞与正常细胞间的差异却是明显的.差异主要表现在:癌细胞中连续谱带的宽度大于正常细胞连续谱带的宽度,癌细胞中只有1条离散谱带,而正常细胞中却有2条离散谱带;不同癌细胞中离散谱带的中心频率相同,而不同正常细胞离散谱带的中心频率却各不同;癌细胞离散谱带中各频谱分量的相对振幅大于正常细胞各频谱分量的相对振幅.这些结果既为鉴别癌细胞提供一个新的指标,也为认识不同正常细胞的健康状况提供新的参考数据,同时可为电磁波的生物学窗效应机理研究奠定生物学自身的内禀依据.     

电磁波的生物学窗效应

本文分别以人的肝癌细胞和动物脑组织为生物学对象，以荧光标记和同位素示踪为实验方法，以激光扫描共聚焦显微镜和液体闪烁计数器为检测仪器，以荧光强度和放射性强度为检测Ca^2 量的特征指标，进行了电磁波生物学非热效应的典型代表--电磁波生物学窗效应的实验研究。两种实验均表明了电磁波生物学频率窗效应和强度窗效应的存在且有相同的窗频率。基于本文的实验研究并结合其他文献的结果，可发现电磁波生物学窗效应具有以下基本特征：(1)不同生物组织都会在15—16Hz左右存在一个频率窗；(2)生物学窗效应既可由ELF(极低频)正弦(调制波)振幅调制的高频电磁波(载波)产生，又可由ELF连续波或ELF脉冲波产生，只是前者的频率窗只体现在调制波频率上而不体现在载波频率上，而且，前者的窗效应频率与后者的窗效应频率是相同的；(3)频率窗分布的一般规律为fn＝(2n 1)fc，式中，n＝0，1，2…，fn为第n个窗频率，fc为基频即最低的那个窗频率。实验研究还表明，这-分布规律在0—135Hz范围内是正确的，且基频fc≈15—16Hz；(4)只有特定频率参数与特定强度参数恰当组合的电磁波才能产生生物学窗效应，或者说，窗效应是电磁波频率和强度的二元函数。     

微波及高强电磁脉冲灭菌的机理分析

采用连续微波与瞬态电磁脉冲对食用酱油和中草药丸进行灭菌实验研究,从微生物细胞的介电特性、膜离子通透率和外电场引起的膜电压变化进行了生物热效应和非热效应分析.微波连续波的灭菌主要是基于生物的热效应.而瞬态电磁脉冲灭菌则是基于生物的非热效应.在外电场作用下,细胞的跨膜电位增加,导致钾离子通道开启,细胞的钾离子流向膜外.膜电压的改变使得电压依赖性的钙离子通道开启.膜外浓度较大的Ca2 顺电位梯度进入细胞内,导致细胞消亡,细胞的跨膜电压变化越大,引起的细胞死亡率就越高.     

乳晕切口治疗乳腺纤维腺瘤的体会

我科于 1997年 2月至 2 0 0 0年 5月有选择地对乳房纤维腺瘤行经乳晕切口切除术 ,取得满意疗效。现报告如下。1　资料与方法1.1　临床资料本组 2 3例均为女性 ,年龄 16～ 43岁 ,未哺乳者 7例 ,已哺乳者 16例。发病 3～ 18个月后前来就诊。肿块直径在0 .5～ 5 cm之间 ,发生在外上象限 14例 ,外下象限 5例 ,其余 4例。1.2　方法1.2 .1　术前准备 :术前检查十分重要 ,除仔细检查肿块的位置、大小、质地、活动度以及腋窝淋巴结等情况外 ,还应检查乳头是否有溢液 ,以排除乳房恶性病变 ,常规作钼靶 X线摄影术 ,若肿块阴影密度均匀 ,周围常有一透…     

生物电磁剂量学及人体吸收电磁剂量的数值分析

本研究首先概述了生物电磁剂量学的基本内容，接着说明求取人体所吸收电磁剂量的理论剂量学方法及其具体实施步骤，最后，用FDTD这一理论剂量学方法计算了频率为300MHz和1000MHz的正弦电磁波在归一化（即环境功率密度为1mW／cm^2）照射条件下人体内的分布比吸收率SAR（r）、人体主要组织的平均比吸收率SARa和在该组织中SAR（r）的最大值、求出了人体全身平均比吸收率WBA-SAR、绘制了人体各剖面层的平均比吸收率SARa沿人体纵向的分布曲线。本研究所列的分析方法和实施步骤，可适于求取任意频率正弦电磁波照射下人体及各组织的SAR（r）和SARa，因而可为电磁波的生物学效应研究、效应机理研究、效应应用研究和非电离电磁辐射安全标准的制定奠定量化基础。     

电磁波对细胞内外离子浓度影响的基本理论

磁波生物学非热效应的一个代表性事例是对离子 ,比如Ca2 穿越细胞膜的影响 ,从而导致细胞内外离子浓度比值发生变化。阐述电磁波对细胞离子浓度影响这一生物学非热效应的基本理论 ,以此为电磁波生物学非热效应机理研究提供理论基础。该基本理论基于两个角度 :一是物理学角度 ,即视生物组织和细胞膜为一般的电磁媒质 ,由物理学角度分析可看出 ,一定参数的电磁波可使细胞内外二价离子浓度的比值发生 10 -6量级的变化 ,这相当于正常细胞内外钙离子浓度在固有比值 10 -4 的基础上发生了 1%的变化 ,与细胞产生动作电位时需要细胞内外电荷密度的比值在固有的 10 -4 基础上发生 1%的变化比较 ,可知基于物理学角度 ,电磁波在引起生物学非热效应方面是有意义的 ;二是生物学角度 ,即视生物组织和细胞膜为特殊的生命物质 ,由生物学角度分析可看出 ,一定参数的电磁波可导致在 1秒钟内有 10 6量级的二价离子穿过细胞膜 ,与用趋化 (趋药 )性试验证明了的要使白细胞的生活状态发生有意义变化需要额外有 10 3 量级的分子通过细胞膜比较 ,可知基于生物学角度 ,电磁波在引起生物学非热效应方面也是有意义的 ,因为无论是细胞内外离子浓度的变化 ,还是电荷穿越细胞膜迁移所携带的信息都会改变细胞自身的生理和生化状态。     

细胞胞浆Ca2+浓度的时-频分析及ELF脉冲电磁波产生的生物学窗效应

本研究以实验为基础，对细胞胞浆Ca^2＋浓度进行时-频分析，进而研究ELF脉冲电磁波在细胞胞浆Ca^2＋浓度时-频域内产生的生物学效应和生物学窗效应。结果表明：细胞胞浆Ca^2＋浓度在时-频域内有其固有的频谱特征，其中包括连续谱和离散谱。有的参数的电磁波可在细胞胞浆Ca^2＋浓度的时-频域内产生生物学效应而有的参数的电磁波却不能。若能够产生生物学效应，则有两个特征：一是使胞浆Ca^2＋浓度在时-频域内的连续谱变窄，具体表现为连续谱中的高能谱分量被抑制；二是使离散谱的分布和离散谱的频率发生了变化。同时，能够在细胞胞浆Ca^2＋浓度的时-频域内产生生物学效应的电磁波脉冲频率和脉冲强度是离散的和间隔的，这意味着，ELF脉冲电磁波能够在细胞胞浆Ca^2＋浓度的时-频域内产生生物学窗效应。本研究使用的脉冲频率范围内有两个频率窗，它们是16Hz和45Hz；使用的脉冲强度范围内有一个强度窗，是53V／m。