微弱电流耦合信号在人体上臂传输的建模与分析
高跃明1
潘少恒2
麦炳源2
韦孟宇2
杜民3
1.福州大学物理与信息工程学院,福建省福州市,350002;福建省医疗器械和医药技术重点实验室,福州大学,福建省福州市,350002;澳门大学科技学院电机及电脑工程系,澳门特别行政区,9990782.福建省医疗器械和医药技术重点实验室,福州大学,福建省福州市,350002;澳门大学科技学院电机及电脑工程系,澳门特别行政区,9990783.福州大学物理与信息工程学院,福建省福州市,350002;福建省医疗器械和医药技术重点实验室,福州大学,福建省福州市,350002
摘要：背景:基于人体组织的导电特性,研究微弱电流耦合信号在人体内的传输特性,对实现植入式医疗仪器的人体充电和通信具有重要意义.目的:分析微弱电流耦合信号在人体上臂的分布及衰减情况.方法:将人体上臂抽象成由皮肤、脂肪、肌肉、骨骼4层组织构成的同心圆柱体,采用有限元方法建立微弱电流耦合信号在上臂传输的准静态场模型,分析了多种情况下模型中电流密度的分布,并将体表电位的衰减率与仿真结果进行比较.结果与结论:仿真结果表明肌肉层是人体内耦合电流传导的主要路径,皮肤层中的电流随频率提高而增大;人体内的传导电流远大于位移电流,但随频率的提高,位移电流逐步增大,传导电流减小;皮肤干湿程度对肌肉层中总电流密度大小有一定影响,湿皮肤时肌肉层中总的电流密度大于干皮肤时的情况;耦合电流的体表电位具有较大衰减,随频率提高成一定的高通特性,且是否考虑人体组织电容效应对建模的准确性具有显著影响;人体实验与仿真实验结果具有较好的一致性.
关键词：电流耦合信号人体传输建模电容效应人体实验
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：国家自然科学基金(51047001)福建省自然科学基金(2011J05077)福建省教育厅项目(JK2010006)澳门科学发展基金(014/2007/A1,063/2009/A,024/2009/A1)
论文发表日期：2011-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：4( 9738-9741 )
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