太赫兹波段生物组织介电特性数值模拟研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:jiaxing19871215
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太赫兹波对生物组织基本没有伤害,并且具有较好的穿透能力。当太赫兹射线用于监测生物组织、分析其结构和组成时,可以克服常用的可见光或紫外光对生物组织进行分析时信号弱、图像模糊等问题。太赫兹频段生物组织介电特性的研究具有重要医学应用价值,但很多生物组织在太赫兹波段的介电特性是未知的。本课题对描述生物组织在太赫兹频段的介电特性的模型进行了研究,包含如下内容:(1)简单介绍了太赫兹的产生探测以及时域光谱技术等。详细阐述了电介质的微观极化机制、极化的宏观描述、生物组织弛豫和色散特性、双德拜模型和Cole-Cole模型。(2)德拜模型能描述皮肤组织太赫兹波段的介电特性,由于非线性最小二乘法的传统算法在提取德拜模型参数时,对参数初始值要求高,所得模型与原始数据偏差较大。将遗传算法应用于非线性最小二乘法对原始数据进行拟合,并提取参数。将遗传算法应用于非线性最小二乘法提取参数时无需设置初始值并且减小了文献中模型在0.15THz-0.6THz频段与原始数据的偏差。验证了遗传算法提取德拜参数的有效性和皮肤组织太赫兹波段德拜模型的正确性。(3)生物组织在低频段的介电特性有大量的实验数据,并且四阶Cole-Cole模型能描述生物组织在10Hz-100GHz频段的介电特性。为了获得生物组织在太赫兹波段的相对介电常数和电导率,在四阶Cole-Cole模型基础上进行修正,使修正后的模型不仅能描述生物组织在10Hz-100GHz频段的介电特性,还能描述生物组织在太赫兹波段的介电特性。在四阶Cole-Cole模型上新增了一项?ki对正常皮肤组织在10Hz-20GHz和0.15THz-1.95THz频段的介电特性的实验数据按照文献方法进行处理,提取四阶Cole-Cole修正模型的参数。在10Hz-100GHz频段内原有模型和修正模型计算值的相对误差在5%以内,并且在太赫兹波段正常皮肤组织修正模型的相对介电常数和电导率的计算值与实验数据的相对误差基本在10%以内,结果验证了四阶Cole-Cole修正模型的正确性。将该修正模型应用在脑组织太赫兹波段的介电特性的计算中,得到了脑白质和脑灰质在0.15THz-1.95THz频段的相对介电常数和电导率。所提出的四阶Cole-Cole修正模型可用于对其他生物组织在太赫兹波段的介电特性进行预测。
其他文献
富硒链霉菌wh63可在平板硒浓度为100 mg/L时生长良好。低浓度的硒元素可以促进菌株生长,高浓度则会抑制菌株的生长,硒添加量为0.5和1.0 mg/L的wh63菌株生物量比对照分别提高1
用纳米SiO2和纳米CaCO3来抑制喷绘用聚氯乙烯(PVC)膜中增塑剂的析出,探讨了其对喷绘PVC膜喷绘性能的影响。结果表明,纳米CaCO3和纳米SiO2可以有效抑制喷绘PVC膜中增塑剂的析
辽太祖时期设置的皮室详稳,满足了契丹统治者加强皇权的需要。就其职能而言,在辽朝前中后期有所不同,前中期主要作为宿卫长官和带兵出征的军事将领;后期主要负责守卫戍边。就
本文认为,松花江中游左岸与少陵河交汇处的巴彦县王八脖子山遗址,可能就是夫余初期建国的前身"北夷橐离国"的所在地。在这处遗址的正南方,松花江右岸的蜚克图河的上游,今宾县
<正>一、污水处理的定义污水处理是指使用一定的工程设施,利用物理、化学、生物等方法对工业废水、生活废水和地面径流水进行净化处理,对产生的污泥进行处理。二、我国污水处
报告了以IR、1H -NMR、2 7Al-NMR、色质谱联用仪和出醇量等对配位性铝酸酯偶联剂合成反应的确证。2 7Al-NMR谱表明 ,配位性铝酸酯偶联剂的中心铝原子具有比二缔合的铝酸酯更
我国药品市场的需求曲线与普通商品的需求曲线完全不一样,它的主要特点是药品需求量与价格正相关。在这种需求曲线和药品供给曲线的作用下,药品供需平衡是不稳定的动态平衡,
目的:探讨不同分娩方式对初产妇早期盆底功能障碍的影响。方法:病例资料来源于笔者所在医院2012年2月-2013年10月产后5~8周的100例初产妇,按照分娩方式分为阴道顺产组(研究组
目的:探讨对肝性脑病患者及其家属实施健康教育对病情恢复的影响.方法:选择肝性脑病患者72例,随机分成教育组和对照组两组,对教育组的病人和家属实施健康教育,对照组实施常规