郭　飞　李成祥　唐贤伦　陈功贵　姚陈果

(1.重庆邮电大学自动化学院　重庆　400065 2.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)　重庆　400030)



冲激辐射天线实现皮秒脉冲电场在人体大脑模型中聚焦的研究

郭飞1，2李成祥2唐贤伦1陈功贵1姚陈果2

(1.重庆邮电大学自动化学院重庆400065 2.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)重庆400030)

采用三维电磁场仿真软件CST Microwave Studio建立长椭球型天线模型和介质透镜模型，研究皮秒脉冲经冲激脉冲辐射天线发射后在人体大脑模型中的聚焦特性。结果表明，传播至大脑组织深度6 cm处的电场能够保持输入波形的时域特性；皮秒脉冲能够进入大脑组织深度8 cm处，且此时形成的焦斑尺寸最小；不包含介质透镜和包含非损耗介质透镜时，形成的焦斑尺寸为1 cm×2 cm×1 cm，而引入损耗介质透镜后，形成的焦斑尺寸小于1 cm×1 cm×1 cm。研究结果从理论上证明了联合损耗介质透镜和单个冲激脉冲辐射天线能够实现皮秒脉冲在深部脑组织中的有效聚焦。

皮秒脉冲冲激脉冲辐射天线大脑模型非损耗介质透镜损耗介质透镜

0　引言

近年来，电场脉冲对细胞结构和功能的作用逐渐成为生物电磁技术领域的一个研究热点[1-3]，它不仅为电气工程师、细胞生物学家和临床医师等通过强大而简洁的电场方式(类似于“探针”)研究细胞内外膜跨膜电位变化并调控生物细胞响应开辟了一条全新途径，而且也为电场脉冲靶向作用于病变神经组织进而调控神经元动作电位提供了可能，并展示出良好的发展前景。……