生物医学电磁学80页PPT

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生物磁学ppt课件

生物磁学教学
生物界的磁学现象
生物具有磁性是地球为生物留下的鲜明的环境烙印，但生物对磁性的拥有并不是完全被动的，它们通常是将磁性为我所用，有些生物则是将磁性当作自身的生存法宝。植物：健康成长。植物的细胞具有极性，植物的生命磁场对自身的生长发育有着很重要的作用，研究人员将小麦、玉米的种子分别放置在水分和养料都一模一样的容器内，几天过后，凡是胚根朝向磁南极的种子，都比胚根朝向磁北极的种子早发芽，并且根和茎部比较健壮。
• 生物磁场一般都是很微弱的，其中最强的肺磁场其强度也只有 10-8～9特斯拉数量级；心磁场弱一些，其强度约为1011~12特斯拉数量级；自发脑磁场更弱，约为10-12~13特斯拉数量级；最弱的是诱发脑磁场和视网膜磁场，其为1013~14特斯拉数量级。
生物磁场的来源
• 生物磁场的来源主要有：
• 在医药上的应用 • 在病人的患处或其他部位(如经穴)施加适当强度的恒定磁场或交变磁场，可以治疗一些疾病，称为磁场疗法或简称磁疗．还可以利用磁场(或加脉冲电场配合）做外科手术时的麻醉，称为磁场(或磁电)麻醉，简称磁麻．已经把磁麻应用到拔牙、切除扁桃体和粉瘤等手术，收到较好的效果．还有用强磁材料作成磁手镯、磁项链，磁椅和磁床等，以治疗高血压和消除疲劳．这些磁疗方法具有适应症较广，治疗安全，无创伤和痛苦，副作用极少，操作简单等优点．以磁石(Fe3O4)为重要成分的成药如磁石、耳聋左慈九、紫雪(散)、磁珠九已写入《中华人民共和国药典》利用磁场作用的原理，已经制成血流计，无触点心肌和神经刺激器，磁控导管，磁药针，（红，白）血球分离器，还可以用核磁共振技术做癌的早期检查和诊断。
• 微弱磁场的生物效应 • 在生物磁学中，一般将一般将远低于地磁场强度的磁场(如＜10-3奥)称为微弱磁场．例如行星际空间磁场约5×10-5奥，月球表面磁场小于 10-5奥，地磁场在反向的过渡时期中估计可能降低到远低于正常值．将眼虫藻、绿藻和纤毛虫在低于10-3奥的恒定微弱磁场中培养3个星期，发现其生长繁殖加快，但在102奥的强磁场中培养，生长繁殖却受到抑制．把小白鼠饲养在 10-3的微弱磁场中，一年以后，其寿命比对照组缩短6个月，并且不能再生育.

第九章医用物理PPT课件

H d l I
L
L内
各向同性的磁介质中高斯定理
SB d S 0
.
30
二、磁介质的分类
分子磁矩：整个分子或原子所包含的所有电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和。
1. 顺磁质
B B0 , r 1
2. 抗磁质
B B0 , r 1
3. 铁磁质
的r 数量级可达102~105
.
31
三、超导体及其磁学特性
dB
d B 0 I d l sin 0 I d l
4 r 2
4 r 2
由于对称性，圆电流在P点产生的磁感应强度B，即
B
dB//
dB sin
0I 4r 2
sin
dl
L
.
7
sin
R, r
Ldl
2R,
B
0 IR 2
2r 3
2
0 IR 2
R2 a2
3/2
在圆心处，a=0，磁感应强度为
b
c
d
a
Bdl
L
Bdl
a
Bdl
b
c
Bdl
d B d l 0
I
因为bc和da部分，回路方向与B垂直，故
c
a
b B d l d B d l 0
又因为管外B＝0，所以
d
c B d l 0
b
Bdl
L
a B d l 0
I
Blab 0nlab I
B 0nI
.
13
过导线（虚线所示）给这段电阻线各部分提供稳恒电
流I＝1.0A，AB段长LAB＝1.0m，CD段长为LCD＝0.57m，

生物电磁技术 PPT

生物电磁技术
组员：
什么是生物电磁学？
生物电磁学是以电磁场的生物机理及其综合利用为主要研究内容，涉及生物医学、电气学、物理学、电子技术及生物技术等领域的综合学科。
研究背景
自上世纪七十年代初开始, 短短数十年间, 科学界对生物电磁学的研究经历了一个巨变过程, 由最初的防辐射研究, 到后来的电磁场电磁波对人体等生物机理影响的研究, 到最近的生物电磁学的综合利用。近年来在医学检查方面, 脑磁图、心磁图的推广应用将基于电磁学的医学检查技术推向了一个新的高潮。在社会生产和日常生活中扮演了一个越发重要的角色, 如提高种子出芽率、改善生物对环境的适应能力、利用磁细菌治理环境污染、对某些慢性顽固疾病的治疗及改善动植物的生活习性等。
➢脑磁图（MEG） ➢心磁图（MCG） ➢肺磁图（MPG）
心磁图（MCG）
心电和心磁是源于心肌的周期性收缩.在生物体的离子、电导介质形成的容积电流在体表造成的电位差随时间的变化曲线就是心电图,而细胞和容积电流在体表附近形成的周期性磁场随时间的变化曲线就称为心磁图。
心磁图的医学应用
脑磁图的医学应用
1. 癫痫诊断和癫痫灶术前定位 2. 神经外科术前脑功能区定位 3. 缺血性脑血管病预测和诊断 4. 外伤后大脑功能的评估和鉴定 5. 精神病和心理障碍疾病的诊断
6. 司法鉴定和测谎应用 7. 语言、视觉、听觉、体感诱发等的研究 8.认知功能及信息处理过程的语言学习与视觉、听觉的关系
1、用于双二重极的诊断 2、用于右心异常的诊断 3、对异常ST-T波有较高诊断价值 4、对预防心血管事件有重要意义 5、为心律失常介入治疗的辅助定位提供了一个新途径 6、用于诊断胎儿先天性心脏病
➢脑磁图（MEG） ➢心磁图（MCG） ➢肺磁图（MPG）

电磁学全套ppt课件

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变压器工作原理和参数设置方法
工作原理
变压器利用电磁感应原理，通过变换交流电压、电流和阻抗来实现电能传输。其核心部件为铁芯和线圈，通过线圈匝数比的变化实现电压的升降。
参数设置方法
变压器的参数设置主要包括额定电压、额定电流、额定功率、变比等。在设置参数时，需要根据实际需求选择合适的变压器型号和
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02
静电场分析及应用
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电荷分布与电势计算
电荷分布基本概念
点电荷、电荷密度、体电荷密度、面电荷密度、线电荷密度
电场强度定义及计算
矢量叠加原理、电场线描绘、电通量概念
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库仑定律及其适用条件
真空中的点电荷间相互作用力
电势定义及计算
电势差与电势关系、等势面描绘、电势叠加原理
电磁学全套ppt课件
2024/1/25
1
• 电磁学基本概念与原理 • 静电场分析及应用 • 恒定电流与电路基础知识 • 磁场性质与磁感应强度计算 • 电磁感应现象与规律探讨 • 交流电产生、传输和转换过程剖析
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01
电磁学基本概念与原理
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3
电场与磁场定义及性质
电场
用电器安全使用注意事项
如正确使用电器、避免超负荷用电、防止触电等。
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04
磁场性质与磁感应强度计算
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磁场产生原因及描述方法
磁场产生原因
电流或磁体周围存在磁场，磁场是由运动电荷产生的。
磁场描述方法
用磁感线形象地描述磁场，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

生物医学工程概论第二章生物电磁学

测量示意图
Rp
mV
Rm
mV
Ri
Ri V = Em ≈ Em Ri - Rm − Rp
Ri非常大时
电压钳
电压钳就是让细胞保持不同电压,记录流过细胞膜的电流的一种方法
Rf
Ip
Vo
Vc
电流钳

向细胞内注射恒定或变化的电流刺激，记录由此产生的膜电位变化；电流钳模拟了细胞真实的变化；
Rf
Ip
电流监测 Σ
细胞膜与离子通透性
对钾离子通透性最大，是钠离子通透性的 30-100倍氯离子次之
单离子平衡电位
单离子平衡电位

平衡时化学势作用下离子扩散所做的功等于电场力对粒子所做负功理想气体中的定律近似适用于稀溶液和离子运动
离子运动做功: dA=Pdv=RTdv/v A=RTlnv1/v2 电场力对1克分子离子做功: B=Q(V1-V2)=ZF (V1-V2)

多离子溶液中的平衡电位
RT Pk [K ]o + PNa [ Na]o + PCl [Cl]i V= ln F Pk [K ]i + PNa [ Na]i + PCl [Cl]o
PK : PNa : PCl = 1 : 0.03 : 0.1
Goldman方程
细胞膜模型
C = εA / 4πh
介电常数=3,厚度=10-6cm 面积=5×10 -6cm2 C=1.3×10-12法拉 Q=CV=1.3×0.085×10-12库仑电位80mV时离子数=Q/e=7×105个细胞内的钾离子数: 0.14•6•1023•10-9=8.4×1013

正常心电图
脑电图的产生及其意义

《电磁学》PPT课件

新型电磁材料与技术
超构材料、拓扑电磁学、量子电磁学等
电磁学与其它学科的交叉融合
电磁生物学、电磁化学、电磁信息学等
电磁学在高新技术领域的应用
5G/6G通信、太空探测、新能源技术等
未来电磁学技术发展趋势展望
高性能计算与仿真技术、智能电磁感知与调控技术等
感谢您的观看
THANKS
正弦交流电路基本概念
1
正弦交流电路是指电流和电压随时间按正弦规律变化的电路。正弦交流电具有周期性、连续性和可叠加性等特点。
2
正弦交流电的基本参数包括振幅、频率、相位和初相位等，这些参数决定了正弦交流电的性质和特征。
3
正弦交流电路的分析方法包括时域分析法和频域分析法，其中频域分析法在复杂交流电路分析中具有重要意义。
处于静电平衡状态的导体，其内部电场被屏蔽，使得外部电场无法对导体内部产生影响。
电介质极化现象及机理
1 2 3
电介质极化
电介质在静电场作用下，其内部正负电荷中心发生相对位移，形成电偶极子，这种现象称为电介质极化。
极化机理
电介质极化的机理包括电子极化、原子极化和取向极化等。不同电介质在静电场中的极化程度不同，这与其内部结构有关。
超导材料在电磁领域应用前景
01
超导材料的基本特性
零电阻、完全抗磁性
02
超导材料在电磁领域的应用
超导磁体、超导电缆、超导电机等
03
超导材料应用前景展望
高温超导材料、超导电子学器件等
太赫兹技术发展现状和挑战
太赫兹技术的概念和特点
介于微波和红外之间的电磁波
太赫兹技术发展现状
太赫兹源、太赫兹探测器、太赫兹波谱仪等

生物电磁学的应用ppt课件

谢谢！
生物电磁学的应用
生物电磁学是研究非电离辐射电磁波（场）与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科，主要涉及电磁场与微波技术和生物学。其意义在开发电磁能在医学、生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护。。
生物电磁学与工程电磁场差别：
1、前者的作用对象是具有个体差异的生命物质； 2、前者的作用对象是根据人为需要而选取并加工的电磁媒质或单元而后者的作用要让测量系统服从于作用对象。
3.电磁场的条件研究
生物体是物质运动的高级发展阶段的复杂体系，受电磁场作用后的生物效应不如物理效应那样简单明确，而要复杂得多。因此在实际操作中对电磁场有不同的要求： (1)场型和频率。电磁场可分为恒定电磁场和交变电磁场，对恒定场还要考虑场的均匀度（用梯度表示），交变场是场强和方向随时间变化的场，一般用频率来表示场的不同特性。在均匀场和不均匀场中引起的生物效应是有区别的。另外，交变磁场频率的不同对细胞的通透性和损伤影响也不同。
(2) 电磁场阈值。电磁场阈值是电磁场能否引起生物效应的临界条件，生物受到电磁场和电磁场梯度作用时，它们的强度必须超过某一数值，才能引起生物效应。不同的生物或生命现象具有不同的电磁场阈值。 (3)电磁场极限值。电磁场极限值是电磁场导致生物损伤的临界条件。其中电磁场作用时间是一个极其重要的因素，场强随时间延长产生累积效应，这种累积效应会使生物体内某些因子过量，最终破坏生物体的部分结构或功能。一般用细胞存活率曲线模型来确定电磁场对细胞平均致死剂量。
一、
在医学中的应用
1.心肌自律性和人工心脏起博在心肌细胞中，有一类细胞在未受到外界刺激下，也能产生周期性动作电位，这种自动起博的特性称为心脏的自律性，心脏能有节奏地跳动（收缩和舒张）正是心脏自律性的表现。当心脏兴奋的自律性受到破坏或心肌细胞的功能出现障碍时，将会导致泵血功能失调，甚至危及人体生命。人工心脏电起博，就是利用一定大小的脉冲电流来刺激心脏，使心脏按一定频率收缩和舒张，达到心脏起博的目的。

生物医学电磁学

• 10.1.5 生物医学电子学
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10.1 生物医学电磁学概念及其发展动因
• 生物医学电磁学是生物医学工程学科的一个分支. 属于生物医学电子学的范畴. 生物医学电子学(ＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ). 是应用电子学科各门理论技术和工程方法解决生物医学中的问题. 以生命体本身的特殊性为出发点来研究生物医学各个方面具体问题的科学.
• 生物医学电子学有相近或相似的名称. 如生物电子学(Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ)、生物工程(Ｂｉｏ￣ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ)、生物医学工程(ＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ) 等. 它们互相包含. 相互交叉. 很多时候、很多文献和作者几乎把它们混为一谈. 不严加区分.
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学本质. • (５) 生物学效应的作用: 研究产生的效应做什么和如何做. • (６) 生物电磁效应的应用: 如何合理利用生物电磁学效应. 为人类生产、
生活服务.生物电磁学与工程电磁场与微波技术的不同主要体现为: • (１) 工程电磁场与微波技术的作用对象是具有个体差异的生命物质. • (２) 工程电磁场与微波技术作用的对象是根据人为需要而选取的. 进
10.1 生物医学电磁学概念及其发展动因
• 因为它们的主要研究内容都涉及电子信息科学技术和生物医学科学的交叉领域. 其基础和应用研究主要在以下几个方面集中涉及生物医学电磁学内容.
• １.生物医学信息检测 • 生物医学信息检测是对携带有生物结构和特性信息的化学量、物理量
(电磁量、机械量等) 进行检测的方法. 以及所需传感器件和系统的研究.特别是对生理电信号(心电信号、肌电信号、脑电信号和胃肠电信号)、磁信号、光信号和声波振动等的检测和提取. 生物医学测量是对生物体中包含的生命现象、状态、性质、变量和成分等信息进行检测和量化的技术.

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பைடு நூலகம்
生物医学电磁学
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本身就是讲道理 ……法律，也 ----即明示道理。— —爱·科克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一定颓败。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律面前人人是平等的。 ——波洛克
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德谟克利特 67、今天应做的事没有做，明天再早也是耽误了。——裴斯泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运的，只是一瞬之间。 ——歌德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭