全人体电磁模型及其在电磁场生物效应中的应用研究

首先基于有限时域差分法和人体实测电磁特性参数构造出一个分辨率为1毫米的国际上最高分辨率的全人体电磁模型，然后开创性地采用虚拟心脏模型与人体电磁模型相结合的方法来研究磁共振成象设备中时变梯度场感应电流对心脏刺激的研究，该法打破了以往仅计算感应电流大小看是否超过单个心肌细胞刺激阈值来判断是否可能产生心脏刺激的不符合心脏生理特性的研究方法，该研究可望得出磁共振成象设备中梯度场不引发心脏刺激的具有说服力的安全参数范围，从而改变国际不同机构极为混乱的安全参数制订的难堪局面。另外，通过对梯度线圈不同结构、不同激励源和不同切换率进行人体内感应电流的仿真计算比较，提出理想安全性能梯度线圈的结构和相关的各种参数以辅助梯度线圈的优化设计，该研究对提高我国磁共振成象设备关键技术的设计制造水平很有意义。全人体电磁模型提供了研究电磁场生物效应的重要平台，其应用可拓展到工业、医疗、国防等诸多领域，有广阔的应用前景。