橫電磁波小室輻照裝置的細(xì)胞比吸收率和溫度場分析.pdf

1、本文在XFDTD軟件環(huán)境下，利用電磁場時(shí)域有限差分(FDTD)方法對所需的橫電磁波(TEM)小室和T25培養(yǎng)瓶進(jìn)行建模。計(jì)算出T25培養(yǎng)瓶中細(xì)胞培養(yǎng)液在不同位置的SAR值分布，根據(jù)所得到的SAR值編制程序計(jì)算細(xì)胞培養(yǎng)液的溫度變化。
　　 首先，建立了分辨率為1mm的TEM小室模型，在TEM小室的兩端分別加上900MHz的正弦波激勵(lì)源和50W阻抗，通過計(jì)算得出TEM小室的灰度可視圖和輸入阻抗，并對結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。然后，建立了分辨率為

2、0.25mm的T25培養(yǎng)瓶模型，在培養(yǎng)瓶中裝入細(xì)胞培養(yǎng)液，再將T25培養(yǎng)瓶放入TEM小室中，使T25培養(yǎng)瓶與TEM小室的中隔板相平行，并將小室中隔板以上的小室內(nèi)部空間均勻的分成五個(gè)部分，T25培養(yǎng)瓶在這五個(gè)位置分別接受900MHz的正弦波照射，得出不同位置培養(yǎng)液的灰度可視圖，輸入功率和SAR文件等一系列的數(shù)據(jù)。接下來編制MATLAB程序提取不同位置的SAR文件中的數(shù)組，根據(jù)數(shù)組所確定的坐標(biāo)以及每個(gè)坐標(biāo)所對應(yīng)的SAR值，繪出培養(yǎng)瓶在不同位

3、置所對應(yīng)的SAR值圖形，并算出在不同位置的均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。最后，基于生物熱傳導(dǎo)方程和標(biāo)準(zhǔn)差最小處的SAR值編寫輸入功率為1W的溫度升高程序，繪制出溫度升高曲線和溫度分布圖，同時(shí)研究當(dāng)輸入功率為0.8W、0.6W、0.4W和0.2W時(shí)，溫度是如何隨時(shí)間變化的。
　　 通過計(jì)算結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)距離TEM小室中隔板的距離越近，培養(yǎng)液的SAR值越大。其最大值出現(xiàn)在細(xì)胞液表層，均值為3.8226e-4W/kg。這是由于細(xì)胞液表層吸收的能量更多