生物電磁學技術范例6篇

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生物電磁學技術

生物電磁學技術范文1

關鍵詞:物理學 醫學 促進

我們國家醫學物理學的發展相對滯后,尤其是醫學電子學的發展幾乎依靠國外技術,特別是激光醫學或放射醫學領域。生物醫學與生物工程、保健物理學與粒子物理學工程力學息息相關??梢哉f,物理學科的不斷進步,大大提高了醫學教育和臨床醫學的發展。

我們知道,醫學物理學主要研究人體器官或人體系統運行過程的物理解釋,人體組織的物理性質和物理因素對人體的作用機理,以及人體內部生物電、磁、聲、光、熱等物理現象的反應和物理儀器的測量技術在醫療中的應用。中國指導1986年才正式加入國際醫學物理學會組織。隨著計算機技術的發展,醫學物理愈來愈朝著精確物理技術延伸。光學纖維技術在導管影像的醫學領域的應用已為大家所熟知。可以說沒有物理學就沒有現代醫學。那么物理學對醫學有些什么方面的促進呢?

一、聲學對醫學的促進

聲學是物理學發展初期認識的基本規律。中意望聞問切中就唱采用敲擊聽音,腹鳴判斷等醫療診斷辦法?,F代診療技術中,超聲學在醫學診斷和治療中一廣泛使用,形成了超聲醫學。超聲波在臨床診斷上利用了超聲波良好的指向性和反射、折射、衰減和多普勒效應等物理規律,利用超聲波發生器發出超聲波并發射到人體體內,在組織內傳播史,病變組織和正常組織的傳播差異,在接收器接受后經過顯示器顯影,醫生才能判斷組織現象。譬如B超儀和多普勒血流儀等。另外超聲治療應用也已很普遍。超聲醫療是基于超聲在人體內的機械反應、熱效應和理化反應。譬如超聲碎石、超聲燒癌、超聲外科手術刀、超聲藥物導入等等。這些技術在治療血管疾病、癌癥、腰腿疼、口腔疾病等方面非常廣泛。

二、電磁學對醫學的促進

電磁學發展是上個世紀至今對人類發展的貢獻可以說是最偉大。醫學物理學更是不可忽視。大家所熟知的核磁共振技術就是其一。磁共振斷層成像技術是核物理學、光學、粒子物理學、量子物理學等物理學分支在醫學中的運用。它是一種多參數、多核種的成像技術。當前醫院廣泛采用的主要是氫核密度弛豫TT成像。其基本原理就是利用一定頻率的電磁波向處于磁場中的人體照射,人體不同組織的氫核在電磁作用下發生共振,吸收部分能量后又發射電磁波,一種被稱為MRI的系統探測到這些從人體發射出的電磁波經計算機處理,特別是重建圖像而得到人體的斷層圖像,經醫生研究判斷病理信息。被廣泛采用的X-CT技術的原理與之類似。

大家知道,電子顯微鏡在醫學中可以觀察普通光學顯微鏡不能觀察到的現象。技術條件好的醫院,可以利用電子顯微鏡觀察生物病毒、蛋白分子結構、細菌細胞的精細分布等。

三、光學對醫學的促進

光學堪稱醫學發展史上最主要的物理專業知識。大家所熟知的伽馬射線刀,就是光學技術的運用。

物理學知識告訴我們,激光是60 年代初出現的一種新型光源,激光以其高亮度、高單色性、高方向性和高相干性,引起普遍重視,并很快在工農業生產、科學技術、醫療、國防等各個領域得到廣泛應用。激光在活體組織傳播過程中會產生熱效應、光化效應、擊穿和沖擊作用。激光醫學是激光技術與醫療科學有機結合的產物,激光在70 年代開始廣泛用于臨床;90 年代,隨著新型激光器的研制成功,激光與醫療、生物組織科學緊密結合,研究范圍日益擴大。Nd:YAG 激光器以其增益高、閾值低、量子效率高、熱效應小、機械性能良好、適合各種工作模式(連續、脈沖) 等特點,在當今各種固體激光器中應用物質相互作用的效果是不同的, 不同波長的Nd:YAG激光器采用連續、脈沖等方式工作使激光與不同部位的生物組織相互作用,可以獲得良好的療效。醫用Nd:YAG 激光器在外科手術、眼科、牙科、口腔科、耳鼻喉科、皮膚科、美容等方面應用廣泛,特別是治療皮膚色素性疾病,有創傷小、愈合好、無疤痕等獨特優點。紫外線在傳播到肌體組織時會產生殺傷性,所以紫外殺菌消毒也被廣泛采用。世界上第一臺光學顯微鏡的產生.使人們能夠觀察到肉眼不能觀察到的東西。以往研究者對于細胞結構的探討局限于固定的樣本與生物化學分析。近來,數字影像技術已經發展并可以用于活細胞的觀察?,F今利用光學影像技術的觀察已經可以觀察數十納米(nm)的標本。例如;干涉差顯微鏡;熒光擷像或是活細胞的操作方面都有長足進步。美國Cutera公司研發的這項技術稱Titan技術,其光譜范圍在1100-1800nm,靶組織為水。真皮網狀層含水是最多,吸收紅外光能轉化熱能,作用于真皮促其產生膠原。此項技術也被形象地稱為“光波拉皮”。

特別值得提到的生物醫學領域的金納米棒的光學特性,具有橫向等離子共振吸收和縱向等離子共振吸收特性,這一特性在生物和化學傳感方面有著廣泛而重要的應用前景。

總之,物理學極大的促進了醫學的發展,現代醫學依賴于物理學融于物理學的程度也越來越高。作為物理學必定在醫學中運用的更加廣泛,并未人類發展做出更大的貢獻。

參考文獻:

生物電磁學技術范文2

[醫療雷達]

需要病人忍受被X射線機按壓的痛苦檢查可能很快成為過去式,Laskaris說。

當前的乳腺X射線攝影技術不僅痛苦而且昂貴,并且可能使患者和臨床醫生暴露于有害的電離輻射。但是醫療雷達正在開發利用無線電波取代聲音或輻射的乳腺癌成像。醫療雷達使用類似于微波爐或手機的電磁體,其功率極低。它同時也是一種快速且極易使用的技術。該過程需要不到1分鐘,患者可以舒適地躺下,并且兩個可以同時被掃描。

這個系統利用多個天線,以4GHz-10GH的頻率掃描。初始設計允許患者平躺,而不是站立。得到的3D圖像,類似于目前的乳腺斷層攝影,為醫生提供了非常詳細的乳腺視圖。

醫療雷達同樣適用于致密圖像,與超聲波相反,它具有穿入身體內部的能力,并且不被骨骼或其他障礙物(例如氣囊)阻塞,Laskaris說。

Micrima是一家意大利公司,成立的目的是開發微波雷達乳腺成像技術,該技術最初在英國布里斯托大學開創。該公司的MARIA系統在2015年獲得歐洲監管部門的批準,目前部署在英國幾個乳腺癌成像中心的臨床試驗中。

用于數字乳腺X射線的常規設備可能花費接近25萬美元,而醫療雷達設施將花費其十分之一。利用醫療雷達掃描將更便宜并能更廣泛地應用。

[人體組織的3D生物打印]

人體組織的3D生物打印的前景幾乎無法想象。從患者自身細胞產生的功能完整的腎臟可能需要數10年,但是在這個方向的第一步已經開始實施,Laskaris指出。

該方法基于來自患者或供體的液化細胞以提供氧氣和營養物。然后針對患者定制的預定配置,逐層將細胞沉積在支架上。然后孵育生物打印的結構,直到它變為活的組織。

一些大學已經創建了自己的生物打印機,制造商如瑞士regenHU有限公司和德國Envision TEC正在銷售3D生物打印設備和材料,Laskaris說。

加利福尼亞州的Organovo和其他公司目前正在為藥物測試提供功能性人體組織,并且在2016年12月,Organovo提交了第一個數據,顯示植入動物模型后其3D生物打印的人肝組織能繼續存活并且功能持續。Organovo計劃在3年后將這種治療性肝組織提交給美國食品和藥物管理局(FDA)。

更令人難以置信的是俄羅斯3D生物打印解決方案的進展,它在小鼠模型中打印出功能性甲狀腺,并聲稱準備在人體中試驗。

或許比創建整個器官更為現實的近期愿望是3D打印簡單的移植部位,如血管,心臟肌肉貼片或神經移植物。

用患者自身細胞生長的組織將為外科醫生提供完全匹配的組織修復器官,這與取代完全的外來組織相反,Laskaris說。

[智能探針/智能手術刀]

智能探針和智能手術刀被設計為組織選擇性的、靶向特定類型的組織,例如癌性、血管或神經組織。該技術主要是用于顯微外科手術,包括腦動脈瘤的修復、血管或神經的吻合、腦腫瘤切除和聲學神經瘤去除等。

圖像組件可以是光譜學、磁共振成像(MRI),以及機械和電氣阻抗。治療可以包括輻射、高強度聚焦超聲(HIFU)、聲學和射頻(RF)機械能。

目前,來自勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、麻省理工學院和桑迪亞國家實驗室等研究中心的技術正在轉移給初創公司,Laskaris指出。

利弗莫爾國家實驗室與位于圣何塞的BioLuminate公司合作,研發用于區分健康和癌性組織的智能探針。在手術期間,智能探針入組織并被引導至腫瘤區域,探針尖端上的傳感器測量已知在組織之間不同的光學、電學和化學性質。智能探測器可以檢測五到七個已知的乳腺癌指標。智能探針明顯的一個優點是可以在正常和可疑組織中實時進行測量。

在圣地亞開發的智能手術刀,與外科醫生切除被隱蔽在血液、肌肉和脂肪的腫瘤是一樣的原理。稱為生物微腔激光器的半角尺寸裝置,采用反射光譜法作為線掃描成像系統的一部分,以識別和選擇性地靶向脈管病變中的血管,用于用聚焦激光束進行熱處理。目標是幫助外科醫生更準確地切除惡性生長,同時最小化移除健康組織的量。

[電磁聲成像]

電磁聲成像(EMAI)是一種結合生物電磁學與聲學的新興成像技術。它使醫生能夠以高端設備如MRI或PET成本的一小部分來區分惡性和良性病變。

科學是基于不同的組織對外部刺激的不同反應。當刺激組織時,每層組織將以其自己的獨特頻率振動。這可以通過超聲波檢測器測量并轉換成圖像。研究人員使用光、超聲和電磁能量來刺激組織。

癌性組織比正常組織導電性高50倍,并且電磁能量還具有比光更深地穿透到身體中的能力。這使得電磁聲成像用于診斷整個范圍的腫瘤的優良技術。

研究表明,身體所需的低水平的電磁能量是安全的,并且可以檢測直徑小至2毫米的腫瘤。EMAI不僅有效、便宜和安全,而且快速,且設備都是便攜式的,Laskaris說。

意大利公司Medielma開發了一個安全有效的EMAI系統――ESO Prost 9,用于\斷前列腺癌,不需要物理檢查或X射線?;颊咴跈z查期間只需要躺下。該技術目前正在歐洲使用。

[用納米機器人治療中風]

中風是美國第5大殺手。即使當患者存活時也可能是長期殘疾,這是令人痛苦的,并且其治療費用非常昂貴。

中風是為腦細胞提供新鮮血液和氧氣的血管的堵塞,長時間的缺氧會導致腦細胞死亡。 “時間等于大腦”,神經學家和神經外科醫生說。

在分子水平上治療疾病的納米診療劑,已經用于治療癌癥和傳染病。目前,納米機器人的新興目標正在打破造成中風的血塊和精確的輸送藥物,以扭轉中風對患者的影響。

生物電磁學技術范文3

12月中旬,上海市閔行區春申塘北側,經過晝夜施工,一條220千伏的高壓線路走廊已經悄然架起,沿著河岸自西向東一路蜿蜒。

在此期間,該線路的建設單位――上海市電力公司電網建設公司的有關人員與警察以及協管員等,共同駐扎在線路經過的公共綠地內,以確保工程的順利推進。

就在短短兩周前,據《財經》記者了解,沿岸上海萬科假日風景、上海春城等多個社區的眾多居民,為了抵制這個被認為可能帶來“健康隱患”的項目,曾與電力施工人員發生對峙。在數百名警察出動并介入后,事態最終得以平息。

但橫亙在高壓線以及周邊居民之間的陰影,并沒有被徹底驅散。

喧嘩與騷動

在爭議中開工的項目,正式名稱為“220KV新龍華輸電線路工程”。該工程始發于220KV春申變電站,沿途經過上海市閔行區,最后通往位于徐匯區的220KV新龍華變電站。

這項工程規劃始于1995年,旨在增強閔行地區、上海鐵路南站的供電可靠性。施工范圍原來多數位于公共綠地內,但在過去十多年中,沿途包括春申景城、上海春城、萬科假日風景、奧賽花園在內的眾多小區,先后拔地而起,這些小區共同構成的春申示范居住區(春申城),規劃總建筑面積為170萬平方米,可容納5萬人居住。

其中,僅以2003年開盤的萬科假日風景為例,這個分五期開發的項目,總建筑面積就達55萬平方米,可容納1.6萬人口。沿線還包括一些幼兒園和學校。因此,高壓線所產生的電磁輻射是否會影響到周邊居民的健康,一開始就受到廣泛關注。

早在2006年夏天,在獲悉該工程可能開工的消息后,萬科假日風景的業主就開始了小規模的維權行動。在上海市規劃局的協調下,電力公司同意將原來的“三塔”方案(即在原來的塔北側再建兩個塔,共同構成220千伏的三塔三回路),改為同塔四回路(即不再增加新的塔,只是把原來塔上負載的線路由一個增加為四個)。

在建設單位看來,此次工程僅僅是對現有的高壓線路進行增容改造,并不涉及新建高壓線路,且改建后的線路走廊中心線和原有線路中心線仍然保持一致。但據《財經》記者了解,周邊居民對于這一修改后的方案并不滿意。

是年8月,沿線小區再次征集簽名,并書面致函電力公司,要求改為電纜入地鋪設方案,未得到任何回應。此后再無關于該工程的任何公開消息披露。

而在公眾視野之外,2006年11月30日,上海市環保局在《滬環保許管(2006)1508號》文件中,則已批準了這一工程的環境影響報告書。

到了2007年9月底,隨著電力公司在包括萬科假日風景在內的各個小區陸續貼出施工函,矛盾再度激化。一名家住萬科假日風景的律師,曾于10月9日向閔行區法院電力公司,法院受理后,以群體性案件需慎重考慮為由,未予立案。但由于遭到業主反對,電力公司也無法按原進度施工。

進入11月中旬,經過長時間的對峙之后,局勢變得日益緊張。11月16日,施工隊的強行施工再次被業主阻止;11月18日中午,多個小區的近七八百名業主,集體前往上海市政府上訪。

閔行區辦曾試圖介入調停,但未成功。11月25日晚上,兩部挖掘機開到了上海春城和萬科交界的偉業路上。11月26日凌晨,部分業主發現,現場施工人員已經將上海春城的鐵絲網拉開,萬科的圍墻也被推倒;而此時站在路邊的警察、聯防隊員等,已有二三百人規模。

當晚,周圍幾個小區的近千人已經聚集到施工現場?!艾F場一片混亂,坑邊站滿了人,根本無法控制?!币晃徊辉竿嘎缎彰臉I主對《財經》記者回憶起當時場景。目擊者稱,警察在現場使用了辣椒水,并帶走數名業主。

11月27日,被帶走的居民獲準回家;當晚,萬科假日風景小區專為此事成立的維權小組被解散,業主委員會被認定為惟一合法維權組織。

輻射之惑

在地球上,電磁輻射可謂無所不在。電力的傳輸和應用過程,往往都會產生不同程度的電磁輻射;更何況,地球本身還擁有一個巨大的地磁場。

世界衛生組織的統計顯示,歐洲普通家庭中的磁場強度大約在0.025μT(微特斯拉)到0.07μT之間;在美國,這個范圍大概為0.055μT 到0.11μT之間。在家中可以感受到的電場強度,則一般在幾十伏/米量級。

高頻率的電磁輻射,比如X射線等,又被稱為“電離輻射”,往往會直接穿透人體,并通過破壞DNA分子等遺傳物質的形式,損害組織和器官。醫學界對于其輻射危害已經有普遍的共識,各國也都制定了嚴格的防護標準。

而對于頻率略微低一些,比如微波爐、移動電話以及電腦在內的輻射,考慮到其對人體也具有一定程度的“加熱”效應,包括中國在內的很多國家,也都制定了相應的國家標準。以中國為例,早在1988年,當時的國家環境保護局針對頻率在100kHz到3GHz之間的輻射,制定了《電磁輻射防護規定》。

然而,對于高壓線這樣的工頻場輻射(ELF),由于其頻率僅僅為50赫茲(美國為60赫茲),對人體的加熱效應和損害并未被證實,因此長期以來并沒有得到重視。在美國等一些國家,雖然也有特殊情況下的高壓線距離標準,但很大程度上是為了預防汽車等金屬物體經過時,直接遭遇或者誘發電擊,與電磁輻射損害并無多大關系。

直到1979年,美國科羅拉多州的兩名醫生在研究后發現,高壓線在周邊產生的磁場,很可能與兒童白血病的發病存在正相關。人們開始關注到,高壓線產生的電磁輻射,可能會對人體健康產生長期影響。

在此后20多年時間,一些研究人員也聲稱發現高壓線產生的磁場,與各種兒童及成人的癌癥、抑郁、自殺、心血管疾病、生殖功能障礙、發育障礙、免疫改變,甚至神經變性疾病等,都存在關聯。但無論是世界衛生組織,還是美國、英國委托研究機構進行的動物試驗和臨床試驗都顯示,目前仍沒有充分的證據支持這種關聯性。

即使被研究得最為透徹的與兒童白血病的關系,國際癌癥研究協會根據對流行病學研究的分析得出結論,住所中平均曝露超過0.3μT至0.4μT時,兒童白血病患病率有2倍的增長。但這一結果,也只是證明了兩者之間存在非常有限的聯系,不能作出明確的因果推斷。

2002年,在國際癌癥研究協會的分類中,高壓線產生的磁場被列為“可能致癌物”(possibly carcinogenic to humans)。但這在致癌物分類中是一個很弱的標準;實際上,其致癌性僅僅和咖啡、汽車尾氣等屬于同一個量級。2007年6月,世界衛生組織公布的《極低頻場環境健康準則》(EHC No. 238)綜合了最新的研究成果,仍維持了這一分類標準。

但考慮到這種長期效應的不確定性,比如也許存在人們目前仍無法了解的致病機理,并基于世界衛生組織一直秉持的“謹慎原則”(precautionary principle),國際非電離輻射防護委員會(ICNIRP)在1998年制定的電磁輻射導則中,仍包含了高壓線電磁輻射的內容。

1998年11月,在由國家環??偩痔岢觥⒂杀狈浇煌ù髮W負責具體編制的《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》中,磁場強度的上限完全沿用了ICNIRP的規定,即100μT;但電場強度則有所下降,從5千伏/米調整為4千伏/米。當然,這僅僅是一個部門性質的技術規范,并不是正式意義上的中國國家標準。

陰影難去

然而,種種跡象顯示,即使是世界衛生組織的結論,也無法徹底消除人們對于高壓線電磁輻射的擔心。

從技術而言,工頻磁場電磁輻射的健康風險,仍是一個充滿著爭議性、不確定性的復雜命題。盡管過去20多年的研究并未清晰地證明其危險性,但也不可能徹底排除其危險性。

更何況,人類在歷史上已經有過非常多的慘痛教訓,即那些一度被認為是安全的物質,最終被證明是對健康有害的。從含鉛汽油、DDT農藥到汞這樣的重金屬,莫不如此。

或許正因為如此,世界衛生組織一方面表示,目前并沒有工頻磁場電磁輻射致病的確鑿證據;另一方面,仍鼓勵各國繼續就其危險性開展研究和評估,并在可以接受的成本限度內,探索盡可能地降低輻射的辦法。

該組織的統計顯示,在其國際電磁輻射項目組的52個成員國中,有36個采納了ICNIRP標準,另外16個則采取了更加嚴格的管制標準。

比如在愛爾蘭,就規定高壓線必須遠離學校和幼兒園,因為未成年人往往對于各種環境因素更加敏感;在荷蘭,新建電力設施則要求對兒童的輻射強度不得高于0.4μT,這個標準要比ICNIRP規定的100μT低得多。

在美國,雖然還沒有統一的國家標準,但不少州都已開始采取措施來控制電磁輻射。像佛羅里達州和明尼蘇達州都規定,新建電力設施的輻射強度不得超過原來的水平;而在加利福尼亞州,目前4%的高壓線建設的預算,都被用于降低電磁輻射。

在中國,情況則尤其復雜。

浙江大學醫學院副院長、浙江省生物電磁學重點研究實驗室主任許正平對《財經》記者表示,鑒于工頻磁場目前并沒有表現出明顯的危害,中國政府在這方面投入的經費相當有限。因此,中國目前還沒有像美國或英國那樣,進行大規模、長時期的調查,以確定高壓線電磁輻射的危險性。

但同時,由于中國,尤其是中國東部地區人口稠密,不管是原有的高壓線還是新規劃上馬的,往往和居民區距離都非常近。而在美國等很多國家,要么是由于土地產權問題,要么是由于人口密度問題,高壓線通常都遠離居民區。

更何況,從目前的研究成果來看,不同地區、不同種族的疾病患病率,都存在明顯的差異。

1991年,李耐特(Linet MS)等發表在《英國癌癥期刊》上的一份流行病學調查就顯示,在美國加州和夏威夷生活的華人,和菲律賓人、日本人一樣,都屬于最容易患白血病的群體。

因此,能否簡單地沿用國際上已有的流行病學調查結果,來評估中國的高壓線電磁輻射致病風險,仍然是一個未知數。

這位專家在接受《財經》記者采訪時呼吁,應該由國家發展和改革委員會牽頭,通過設立相應的基金等形式,對中國開展為期10年甚至20年的大規模流行病學調查,從而對高壓線電磁輻射在中國的健康風險有一個更加全面和客觀的認識。

破碎的出路

不過,一些電力系統的專家則認為,目前中國正在執行的技術規范,已經比世界衛生組織推薦的標準都要嚴格。因此,中國沒有必要制定更加嚴格的電磁輻射標準。

華東電力試驗研究院高級顧問楊新村在接受《財經》記者采訪時認為,中國作為世界衛生組織成員國,理應執行世界衛生組織推薦的標準。畢竟,世界衛生組織過去十年間的研究成果顯示,ICNIRP標準并沒有過時。

實際上,據《財經》記者了解,在制定高壓線電磁輻射的國家標準方面,電力系統和衛生及環保系統的角力由來已久。

早在2001年,國家標準化管理委員會就曾牽頭推動國家標準的制定。當年12月,一份名為《電磁輻射暴露限值和測量方法》的征求意見稿正式對外公布。

該草案規定的頻率范圍為0至300GHz,即對電力、移動通訊等行業均適用。由于這一限值標準比現行的行業標準嚴格許多,電力部門與移動通訊企業均強烈反對。加上外部的壓力,最終這一標準不了了之。

臨近2007年末,一場角力似乎又要再次上演。

知情人士告訴《財經》記者,目前國家環??偩终谥朴喴粋€新的行業標準,將很快開始征求意見。這一已經修改到第七稿的草案,很可能將對不同電壓的輸電線和民居的距離限值作出明確規定。此外,草案還可能對在市區采用電纜進行輸電做出相應的規定。

這兩點卻都受到電力系統的反對。一位不愿透露姓名的電力業內人士對《財經》記者表示,電場和磁場的強度受各地自然環境的影響,往往會有不同程度減弱,硬性規定距離并不科學。而像北京市二環路以內,之所以百分之百采用地下電纜,很大程度上是由于地價過于昂貴,以及為了維持良好的城市景觀,并不完全是出于健康原因。

《財經》記者獲悉,國家標準化委員會也正推進新的工頻電磁場的國家標準,并將起草任務交給了電力部門。

“這個標準由行業部門起草,基本上沿襲了ICNIRP的標準;只是和1998年公布的技術規范一樣,把5千伏/米改為了4千伏/米而已?!痹摬莅笇徍顺蓡T之一的一位生物電磁學專家對《財經》記者表示,“目前這個標準已經在征求專家意見,但我們肯定會表示反對。”

不過,在上海、北京、廣州等地,都曾先后因為高壓線建設引發沖突,除了技術標準,更多的或許還是決策體制的原因。即面對這種復雜的、充滿爭議的、不確定健康風險,只有更好地貫徹公開、公開以及透明的決策過程,或許才能有效地緩解由此引發的社會焦慮甚至對抗情緒。

上海“春申風波”,就集中折射出現有決策體制上的內在缺陷。

業內人士指出,公眾之所以對于高壓線的電磁輻射缺乏了解,很大程度上是因為電力部門一直在試圖回避這一點,缺乏主動介入的積極性。潛在的擔心是,科普宣傳會帶來負面影響,因而阻礙工程的順利推進。而無論是衛生部門和環保部門,也未能在公眾教育方面提供切實有效的渠道。

這樣導致的最直接后果是,一旦公眾可以通過互聯網或者其他渠道獲得相關信息時,不僅會在潛意識中放大這種負面信號,更會對相關部門產生不信任感。而雙方喪失了起碼的互信,阻力也就很容易滋生。

此外,為“220KV新龍華輸電線路工程”擔任環境影響評價的,是中國電力工程顧問集團華東電力設計院。接近上海市環保局的知情人士在接受《財經》記者采訪時表示,該環評單位是通過環保部門認定的,并在電磁輻射評價方面具備甲級資質。但由于該設計院和該項目建設方上海電力公司同屬于國家電網公司,再加上迄今為止,該項目的環評報告仍未對外公布,在缺乏有效的外部監督的情況下,環評質量的公正性自然很難獲得眾多業主的認同。

不僅建設單位沒有做到充分的信息公開,不少業主在接受《財經》記者采訪時也都表示,當時購買住宅時,在開發商那里也并不知曉這一工程項目,更遑論其可能的風險。

與此形成鮮明對比的是,無論在美國還是在歐盟,居民從當地政府或者從企業那里,都能很容易地獲得相關的規劃信息。在愛爾蘭、荷蘭以及意大利等國家,甚至允許當地居民參與高壓線等設施選址工作。

2007年12月1日,閔行區召開會議向業主重申,不停工,亦不再進行環評。12月3日,在對峙暫告一段落之后,受影響小區的業委會,曾向上海市發展和改革委員會與上海市環保局提交了行政復議的要求,請求撤銷滬發改城(2004)451號文件對于該項目的批復,并請求復議項目可行性報告,召開沿線居民聽證會,以更改施工方案采取電纜入地的方式。兩部門近日回復收悉,并將在兩個月內給出復議結果。

生物電磁學技術范文4

關鍵詞:電磁場與微波技術;精品課程;教學實踐

作者簡介:裘國華(1974-),男,浙江紹興人,中國計量學院信息工程學院,講師;李九生(1976-),男,廣西桂林人,中國計量學院信息工程學院,教授。(浙江杭州310018)

基金項目:本文系浙江省高等學校精品課程建設項目、中國計量學院校立高教課題資助(編號:HEX200727、HEX200872)的研究成果。

中圖分類號:G642.0     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)08-0051-02

“電磁場理論與微波技術”是電子信息工程、通信工程和電子科學與技術類專業的一門重要專業必修課。也是一門學生公認較難學難教的課程,該課程既與前期的高等數學、大學物理學等課程的知識緊密聯系,又對目前移動通信、電磁兼容和生物電磁學等前沿學科的學習與認知起著重要作用。[1-2]隨著信息技術的快速發展,為滿足社會對從事于微波工程、電磁測量技術和無線電技術等領域人才的需求,中國計量學院(以下簡稱“我?!保┦冀K如一支持該課程的建設,我們對“電磁場理論與微波技術”進行課程改革和教學實踐,有效地提高課程的教學質量,改進了教學效果,[3]2009年被評為學校精品課程,在2010年被增選為浙江省精品課程。本文對課程的改革和實踐作初步總結。

一、課程建設和教學實踐歷程簡述

我?!半姶艌隼碚撆c微波技術”課程建設與教學改革實踐經歷多年,從原先“電磁場理論”和“微波技術與天線”分開授課,然后合并成“電磁場理論、微波技術與天線”課程,發展到目前為“電磁場理論與微波技術”,期間主要經歷了三個時期:

2004年以前,課程建設初期?!半姶艌隼碚摗焙汀拔⒉夹g與天線”單獨設課,兩個課程安排在不同學期,理論與實踐相隔一個學期,總體教學效果不明顯。

2005至2006年,課程建設的起步期。學校根據高校微波專業的電磁場培養目標,決定將原來的“電磁場理論”和“微波技術與天線”合并為“電磁場理論、微波技術與天線”課程,電信、通信和電科三個專業同時開設該課程,并進行教學方法、教學手段的改進,以及教材建設和師資隊伍建設。編寫了《電磁場理論與微波技術》實驗指導書;在校內實行微波實驗室“全日制”開放,積極開辟學生第二課堂;制作《電磁場理論與微波技術》課件,改革教學方法與手段,結束了“黑板+粉筆”的單一教學模式,聘請外校知名教授來校講課和培訓新教師,取得了一定的教學效果。

2007年至今,課程的建設改革期。2007年申請了校級教改課題,開展“電磁場理論與微波技術”課程實踐和教學探索,并以建設學校重點課程為契機,全面修改課程內容體系。從內容的廣度、深度都有了質的改變,強化了電磁場理論的基本原理、基本知識,以及仿真、設計、制作方法和步驟等內容,進行精品課程建設,全面提高教學質量。

二、課程建設和教學實踐的主要內容

1.完善教學大綱,調整教學內容

教學大綱是指導課程教學、評價教學質量的主要依據。根據培養計劃和課程設置等情況,最近五年對教學大綱進行了三次較大的修改和完善,使學生掌握電磁場和微波的基本結構,建立相關概念間的聯系,對本課程理論知識有比較完整的理解,為后續課程的學習打下基礎。比如在電磁場理論方面,重點要求重點掌握靜電場的梯度和散度、靜電場的基本性質、恒定磁場的磁通連續性、磁介質的磁化及矢量磁位和矢量泊松方程、標量磁位和拉普拉斯方程、麥克斯韋方程組的內容及其物理內涵和時變電磁場中的分界面的邊界條件等內容;在微波技術方面,掌握傳輸常數、特性阻抗、反射系數、駐波比等微波傳輸線的基本概念及其物理意義。掌握不同負載時的傳輸線的工作狀態和傳輸線的阻抗圓圖及其應用,掌握導波系統中的波型、傳播常數、相位常數、截止波長、相速、群速等的概念,掌握微波網絡分析中常用的參量和雙口網絡的工作特性參量,對矩形波導的波型及傳輸特性、TE10及波導壁的電流分布也予以重點要求,掌握各種基本微波元件的結構、原理和使用,使學生能對微波器件等最新技術有更加深入的認識,為學生在將來選修天線等知識時打下良好的基礎,對于課程其余知識則要求了解。雖然本課程總學時數有所下降,但是教學大綱仍能在知識更新和課程體系結構等方面保證其合理性。

2.精選教材,突出“化繁為簡”理念

根據教學大綱選擇合適的教材是教學質量的基本保證。近些年來,我們先采用高等教育出版社1999年出版,謝處方、饒克勤編的《電磁場與電磁波》和西安電子科技大學出版社2001年出版,劉學觀、郭輝萍編的21世紀高等學校電子信息類系列教材《微波技術與天線》,由于課本內容太多,公式推導繁瑣,影響部分學生學習積極性。然后就改選用西安電子科技大學出版社2002年出版,盛振華編著的《電磁場微波技術與天線》,在與學生的互動過程中,學生反映對矢量分析這部分內容比較困惑,希望能在課本中列出這部分知識。于是又選用機械工業出版社2007年出版,傅文斌主編的《微波技術與天線》為教材,[4-6]該教材屬于普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

由于進行精品課程建設,對教材也提出更高的要求。吸取以往選擇教材的經驗,現在使用北京郵電大學出版社2010年出版,李媛、李久生編寫的《電磁場與微波技術》,與以前教材相比,該教材根據面向21世紀電類技術基礎課程教學改革的要求,并考慮到電子類專業的特點,注重對電磁場與微波技術的基本概念、基本規律、基本分析方法的介紹,著重對廣大普通學生分析問題、解決問題能力的培養。本書內容由淺入深、重點突出,基本理論推導去繁就簡,著眼于應用,方便學生理解,使學生更易于接受課程知識。[7]

3.促進教學科研互動,培養創新能力

教學與科研的相互結合,可促進教學質量提高。任課教師在授課過程中,把自己相關的科學研究項目和研究結果介紹給學生,例如在講授微波濾波器知識時,介紹如何用微帶設計新型微波器件,并用Ansoft HFSS和MathCAD等仿真軟件進行設計和分析,畫出設計電路原理圖,然后再播放相關濾波器件的實際電路圖,這樣一方面使學生對利用微帶設計微波器件等復雜過程和抽象概念有簡潔的理解,加深對理論知識的認識,另一方面提高學生對本課程的學習興趣,為學生今后做相關微波研究和創新設計打下基礎,例如利用MATLAB軟件進行練習和處理,學生還可以自己動手實踐,起到良好的效果。目前太赫茲波的研究利用是近些年比較熱門的課題,在車站、奧運會和出入境等安檢以及食品質量檢測方面具有越來越多的應用前景,鼓勵有潛力的學生利用學校太赫茲波實驗室進行研究和創新設計,允許學生與老師一道,積極參與發表科研論文和撰寫專利,有些學生在攻讀碩士研究生時,繼續選擇與本課程相關的課題作為研究方向,學生的創新能力得到培養。

4.改進實驗教學,提高實驗效果

根據教學大綱,改革實驗內容,重新編寫實驗指導書,增加綜合性和設計性實驗。在實驗中,教師首先講解實驗要點和注意事項,然后以學生操作為主,教師指導為輔進行實驗,對實驗結果進行當場驗收并進行相關理論知識的提問,以此作為評定學生實驗平時成績的主要依據,有助于學生的實驗預習和增強學生的動手積極性,鼓勵學生多角度分析實驗現象,檢驗實驗數據的可靠性,規范學生實驗報告,提高實驗效果。實驗室還提供高要求的選做實驗和開放性實驗,利用學院建立的RF-2000系列射頻實驗基地,鼓勵學生自行創新設計,切實體驗和探索電磁場和微波技術在工程中的應用,使學生感受理論知識與實際工程的聯系,增進對基本概念的認識。

5.重視教學電子資源建設,拓寬課程信息來源

課程組利用學校教學網絡設施,建設本課程的教學網站,列出該課程的教學團隊情況、教學大綱、教學日歷、電子教案、授課錄像、實驗指導書、實驗大綱、思考題、習題及解答和多媒體課件等信息,鼓勵學生經常點擊瀏覽。作為隨堂答疑的補充,還安排教師負責解答學生提出的疑難問題,解決學生在學習中遇到的困惑,增強學生對學習本課程的自信心,也為學生提供了一個嶄新的自學環境,拓寬了本課程信息來源。

6.改革考試方式,促進考核公平公正

本課程的考試方式曾經采用開卷考試,相當一部分學生就以為只要考試時帶上書本就能考好,在平時也不認真做作業和復習,實際情況是考得不是很理想。課題組教師決定改變考試方式,采用閉卷考的方式,建立20多套試題庫,由于本課程的公式較多,有的公式又較繁瑣,就在每套試題后面附上公式,而且公式不按照章節的先后順序排列,比如有關相速度的公式可能就有;;;;;等公式,需要學生真正了解試題所指物理概念才能找到正確公式。期末考試時由學校教務處隨機抽取試題進行考試,任課教師也不清楚具體會考什么題目,使學生打消了以前認為的平時可以不來上課,只要劃重點的那節課來了就能考好的投機心理,從而重視平時按時上課,既提高了課堂出勤率,又促使學生自覺加強考前復習,改善了學習效果,促進學生考核更加公平和公正。

7.建設精品課程,提升教學水平

精品課程建設對教學質量的提高起到積極作用,已成為課程建設的重要標志。本課程積極參與精品課程建設,整合課程資源,優化教學內容體系,全面提升課題組的教學水平,在2009年經學校評審成為校級精品課程,2010年被增選為浙江省精品課程,表明該課程建設取得了良好成果,課程的教學水平也得到進一步的提升和認可。

三、結束語

課題組教師經過多年的不懈努力,“電磁場理論與微波技術”課程建設和教學實踐取得了初步成效,學生對本課程的學習積極性更加主動,教學效果得到明顯改善,在校內外獲得了積極評價。當然,還有許多工作需要進一步完善,我們一定會在今后的教學中繼續改進。

參考文獻:

[1]周雪芳,錢勝,李齊良.“電磁場與電磁波”精品課程建設的探索與實踐[J].中國電力教育,2011,(4):68-69.

[2]李丹美,仇潤鶴,葉建芳.“電磁場與電磁波”課程教學改革探索[J].實驗室研究與探索,2005,(S1):157-159.

[3]姜宇.在“電磁場與電磁波”課程中建立創新理念[J].電氣電子教學學報,2009,31(1):95-96.

[4]謝處方,饒克勤.電磁場與電磁波[M].北京:高等教育出版社,1999.

[5]盛振華.電磁場微波技術與天線[M].西安:西安電子科技大學出版社,2002.

生物電磁學技術范文5

隨著微機器人的發展,磁性微機器人憑借其能源供給的優勢得到廣泛應用。由于研究對象不斷向微細化發展,本文結合顯微鏡環境設計了一種用于磁性微機器人的外磁場調控系統。本系統主要由上位機、磁場控制模塊和圖像顯示模塊三部分構成。磁性微機器人是通過線圈裝置產生的外磁場來控制的,本文設計的線圈裝置能夠在線圈中心40mm×30mm的平面區域產生0~1mT的沿水平方向的靜磁場和頻率為0~50Hz、幅值0~1mT的旋轉磁場,能夠實現對磁性微機器人直線運動和旋轉運動的控制。本文使用BX53顯微鏡對磁性微機器人的運動進行放大,實現其運動的實時顯示和追蹤。本文還編寫了一套控制軟件來實現上述控制功能和實時顯示功能。

關鍵詞:

磁性微機器人;BX53顯微鏡;運動控制系統;電磁線圈

1引言

微型機器人,尤其是進入人體的無線內窺鏡和可用于體內診療的微機器人的發展和應用已成為國內外機器人研究的熱點[1]。微機器人可在藥物輸送、疾病檢測、靶向治療特別是癌癥治療等方面發揮重要的作用[2]。微型機器人的發展急需解決驅動能源的供給問題[3]。近年來國內外不少學者提出利用外場能量來作為微型機器人的驅動能源,并取得了進展。外場能量有微波、磁場、超聲波和光波等,其中應用比較多的是磁場[4]。磁場驅動的微機器人結構簡單,易于控制,得到了較廣泛的應用。一般的外磁場調控的微型機器人內部具有固有磁矩(大多采用永磁塊),通過控制外部的磁場可以調節其姿態;通過施加旋轉磁場帶動具有螺旋結構的微型機器人,從而產生推進力[5]。然而,隨著納米技術的迅猛發展,研究對象不斷向微細化發展,一些醫學、生物學等領域的精細操作都離不開高精度的微機器人系統,這便需要高倍頻、高分辨率的顯微視覺系統的輔助。因此與顯微鏡結合的電磁控制系統是對磁性微機器人進行調控的關鍵。趨磁細菌是一類能夠沿著磁力線運動的特殊細菌,其體內含有呈鏈狀排列的單磁疇顆粒;將趨磁細菌與功能部件結合即構成趨磁細菌機器人[6]。本文針對趨磁細菌機器人設計并研制了一套與顯微成像結合的外磁場調控系統,能夠在顯微鏡下對趨磁細菌機器人進行觀察并進行運動軌跡的控制。

2系統設計

本控制系統主要由三部分組成:上位機、磁場控制模塊和圖像顯示模塊,如圖1所示。上位機完成對整個系統的控制,并且提供直觀的信息服務和決策支持,主要包括恒定磁場控制模塊、交變磁場控制模塊、磁場手動控制模塊和顯微圖像實時顯示模塊。由于趨磁細菌會沿著磁場的方向泳動,通過磁場控制模塊可以實現對趨磁細菌機器人的有效控制。該模塊是本控制系統的核心部分,其主要由正交線圈對、數據采集卡和穩壓直流源構成。通入線圈中的電流大小由上位機給出,然后將數據傳輸到數據采集卡,通過數據采集卡控制穩壓直流電源每一路輸出電流的大小,從而實現對線圈產生磁場的控制。圖像顯示模塊的功能是通過正置顯微鏡BX53上安置的網絡攝像機來實現的,觀察目標經過目鏡的放大,通過網絡攝像機將觀察目標的光學信號轉化為圖像信號并傳輸到上位機,當觀察目標的運動偏離觀察視野時,可調節三維移動平臺的位置保持觀察目標在視野范圍之內。采用圖像顯示界面和磁場控制界面相結合,可以更方便地對觀察目標進行實時觀察和運動控制。

3磁場產生裝置

3.1線圈的設計與測試本文根據所使用的BX53顯微鏡的結構設計了一套線圈裝置。設計的線圈要滿足在載玻片所在的平面區域內產生0~1mT的任意水平方向的均勻磁場,而且線圈不能影響顯微鏡的正常操作,另外線圈還要便于安裝。根據上述要求,本文設計了一套置于顯微鏡的矩形正交線圈對。該線圈裝置總共有4組線圈,如圖2所示。其中A、B兩組線圈分別產生沿X軸正方向和負方向的磁場,C、D兩組線圈分別產生沿Y軸正方向和負方向的磁場。4組線圈分別由4路獨立可調的恒流電源驅動,通過調節4組線圈中的電流,即可產生所需的任意方向的水平磁場。為了更加方便地控制磁場,本系統中增加磁場手動控制模塊,利用操縱桿手動控制磁場的方向和大小,在實際操作中可自主選擇設定磁場數值模式或手動控制模式,提高系統控制磁場的靈活性。另外可以通過軟件控制產生0~50Hz極低頻的旋轉磁場,不同于控制驅動微機器人的旋轉磁場,該旋轉磁場主要用來實現在X-Y平面內趨磁細菌機器人的停止控制。在實際操作中,可以根據需要選擇輸出恒定磁場或旋轉磁場,并將所需的磁場值輸入給上位機,利用數據采集卡將數字量轉化為模擬量,控制直流穩壓電源對四組線圈進行激勵便可以產生所需的磁場。本文所設計的線圈的結構如圖3所示,具體參數如表1所示。本文根據上述設計制作了一套實際線圈,并搭建了一套控制系統,如圖4所示。線圈骨架使用環氧樹脂板制作。A、B兩組線圈具有相同的尺寸,因此本文采用雙線繞制的方法將A、B繞制在同一個線圈骨架上,這樣可以保證A、B兩組線圈具有相同的磁場分布。A組線圈和B組線圈分別通入方向相反的激勵電流從而產生方向相反的磁場。C、D兩組線圈同樣采用雙線繞制的方法制作。線圈用線徑為1.06mm的漆包線繞制而成。本文采用DH1715A-5直流穩壓穩流電源對線圈進行驅動,電源的最大輸出電流為3A,最大輸出電壓35V,輸出電流的穩定度0.05%。在線圈制作完成后,對線圈的性能進行了測試。

利用TMF-1數字三軸磁強計(北京空間宇達科技有限公司)對所制作的線圈產生磁場的分布進行了測量。測量區域為線圈中心區平面(Z=0)40mm×30mm的區域,在該平面區域內每隔5mm選取一個測量點進行測量。分別測量了A、B線圈產生的X方向磁場和C、D線圈產生的Y方向磁場,在每一個測量點分別測量線圈通電流和不通電流兩種狀態下的磁場值,然后做差消除背景磁場分量,對測量結果歸一化后的結果如圖5所示。由圖可知,A組和B組線圈產生磁場的最大偏差不超過2.5%,C組和D組線圈產生磁場的最大偏差都不超過0.6%。測量結果表明線圈具有較好的均勻性,所制作的線圈滿足設計要求。當線圈A和B通入3A電流時,測得線圈中心位置的磁場為1.3mT;當線圈C和D通入3A電流時,測得線圈中心位置的磁場為1.6mT。結果表明,所設計的線圈可達到在平面區域內產生0~1mT均勻磁場的設計要求。

3.2旋轉磁場的生成為了實現對趨磁細菌機器人的停止控制,可以在X-Y平面施加一個旋轉磁場,使其在一個小的區域內旋轉而停止前進。由于本文中所設計的線圈為平面內的正交線圈,可以通過在兩個相互正交的方向上分別施加頻率相同、相位相差90°的正弦磁場來實現平面內的旋轉磁場。這樣的實現方法對所使用的電源有一定的限制,即電源須為雙極性電源。但是由于當電流在零點附近變化時,雙極性電源的性能并不穩定,所以在線圈設計時采用雙線繞制線圈,并對同一方向的兩組線圈分別采用單極性直流電源進行驅動,避免了雙極性電源的使用。

4軟件設計

本文基于MFC編寫了該系統的控制軟件,該軟件包括磁場控制模塊和圖像實時顯示模塊兩部分。磁場控制模塊主要實現的功能是方向可調的磁場的生成、旋轉磁場的生成以及通過操縱桿對磁場進行手動控制。圖像的實時顯示模塊主要實現對顯微鏡所觀察的目標進行實時的顯示及跟蹤,以便于實驗的觀察和磁場的調節。軟件的具體流程圖如圖6所示。

4.1磁場控制模塊磁場控制模塊中可以在用戶界面中選擇所要施加的磁場為恒定磁場或者旋轉磁場,并且設定所要施加的磁場大小和方向,如果選擇旋轉磁場,還可設定旋轉磁場的頻率和輸出時間間隔。由于本文的正弦磁場是將離散的正弦信號經過數據采集卡進行DA變換后控制恒流源輸出得到的,所以輸出的磁場波形為階梯狀,在頻率一定的情況下,輸出時間間隔越小,波形越平滑,但由于計算機響應時間也會較長,輸出波形的頻率穩定性變差。本文在實際應用中通常將輸出點數設置為100。為了避免誤操作而輸入過大的磁場值,在軟件中設置磁場輸入范圍0~10mT,頻率范圍0~50Hz,輸出時間間隔大于1ms。當輸入數值超出閾值系統就會報警,提示輸入錯誤,從而增加系統的可靠性。在系統運行過程中,會實時顯示所輸出的磁場的大小和方向。本系統中添加了對磁場的手動控制部分,通過推動操縱桿來改變磁場的大小和方向,提高系統操作的靈活性。

4.2圖像實時顯示模塊為了更加方便地實現對趨磁細菌機器人的控制和實時觀察,本系統中設計了顯微圖像顯示模塊。顯微鏡上安置有10X、20X和40X等倍數的鏡頭,可根據實際觀察的物體合理選擇鏡頭。連接在顯微鏡上的網絡攝像機(型號海馳HCH5001)采集的視頻為720p格式,分辨率為1280×720p/60Hz,FPS幀率為25幀/s,可以提供清晰、流暢的畫面。網絡攝像機將顯微鏡得到的光學信號轉化為數字圖像信號,并對其進行壓縮、打包,以H.264格式通過網線傳輸給上位機。H.264是新一代的視頻壓縮標準,具有較高的壓縮比和較好的網絡適配性,但是與視頻顯示相關的windowsAPI函數并不支持此格式,所以將傳輸到上位機的H.264視頻進行解壓縮,得到分辨率為1280×720的YUV420格式的圖像,再將其轉化為RGB圖像進行顯示。該軟件的界面如圖7所示。通過測試表明本軟件運行穩定,滿足趨磁細菌機器人的驅動控制和顯示追蹤的功能。

5實驗

為了驗證所搭建的磁場控制系統的可用性,選取趨磁細菌MO-1作為模型進行實驗。首先將菌液進行適當稀釋,吸取10μl稀釋后的菌液滴在載玻片上,再用蓋玻片覆蓋。待液體平衡后在顯微鏡下觀察,實驗選取40X(40倍)目鏡進行放大觀察。首先施加0.5mT向上的磁場,觀察MO-1的位置變化,并通過網絡攝像機抓拍到其運動的視頻圖像。為了更直觀地觀察MO-1位置的變化情況,將得到的連續5幀視頻圖像進行合并,如圖8(a)所示。圖中A處為固定參照物,從圖中可以看出,在磁場的控制下MO-1的位置不斷上移,運動方向如圖中黑色虛線所示。當改變磁場方向向右、保持磁場幅值不變時,由于慣性原因,MO-1向前繼續運動一段距離,經過一段弧型的軌跡后,再沿與磁場一致的方向繼續運動,其運動軌跡如圖8(b)所示。同樣,當改變磁場方向向下和向左時,趨磁細菌MO-1也沿相應的磁場方向運動,如圖8(c)和圖8(d)所示。當施加幅值為0.5mT、頻率為1Hz的旋轉磁場時,通過網絡攝像機抓拍到其運動的視頻圖像。在所得到的視頻圖像中每隔三幀選取一副圖像進行合并。從而得到MO-1在旋轉磁場下的運動軌跡,如圖9所示,MO-1做順時針的圓周運動,圖中黑色虛線為MO-1的運動方向。MO-1有時并不在同一平面運動,由于顯微鏡物鏡聚焦的調節相對MO-1的運動略有滯后,所以在一定程度上影響了MO-1圖像的清晰度。實驗表明,所設計搭建的磁場控制系統可有效控制趨磁細菌MO-1的直線運動以及旋轉運動,并能實現趨磁細菌的實時顯示和跟蹤。

6結論

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