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第1章　概述1

1.1　电磁场与生物的关系1

1.2　生物电磁特性研究的意义3

1.3　生物电磁特性的应用4

参考文献6

第2章　生物电磁特性及其建模7

2.1　生物大分子的电磁特性7

2.1.1　氨基酸溶液的介电增量和电偶极矩7

2.1.2　蛋白质的电偶极矩9

2.1.3　DNA的电磁特性9

2.2　细胞器的电磁特性和细胞的电磁模型11

2.2.1　细胞器的电磁特性11

2.2.2　可兴奋细胞的等效电路模型12

2.2.3　细胞的等效电磁场计算模型14

2.3　组织的电磁特性15

2.3.1　介电理论的基本概念15

2.3.2　生物组织的结构特点25

2.3.3　生物组织的介电特性26

2.3.4　生物组织的磁特性38

2.4 比吸收率42

2.4.1　SAR概述42

2.4.2　SAR计算方法46

2.5　人体电磁模型50

2.5.1　脑电的球模型50

2.5.2　脑磁的球模型57

2.5.3　脑电／脑磁的真实头模型63

2.5.4　心脏电学模型64

2.5.5　用于电磁辐射剂量研究的人体模型68

参考文献70

第3章　生物电磁特性的测量74

3.1　电学特性的检测74

3.2　磁学特性的检测75

3.3　趋磁细菌磁特性的检测78

3.3.1　趋磁细菌和Cmag值78

3.3.2　分光光度计的改造79

3.3.3　Rmag80

3.3.4　实验方法82

3.3.5　实验结果和讨论82

3.3.6　结论88

参考文献88

第4章　生物电磁特性在医学检测中的应用91

4.1　生物组织的阻抗频谱特性及其应用91

4.1.1　生物组织的阻抗频谱特性91

4.1.2　生物组织阻抗频谱特性的应用95

4.2　头部组织电导率分布对脑电逆问题的影响100

4.2.1　脑电逆问题及头部组织电导率分布100

4.2.2　基于四层偏心球模型的脑电逆问题101

4.2.3　高电导率的偏心球对源定位的影响105

4.2.4　颅骨电导率变化对脑电逆问题的影响109

4.3　电阻抗断层成像113

4.3.1　电阻抗断层成像简介113

4.3.2　电阻抗断层成像硬件系统116

4.3.3　成像实验和结果126

4.3.4　结论128

4.4　磁共振电阻抗成像130

4.4.1　磁共振电阻抗成像简介130

4.4.2　磁共振电阻抗成像硬件系统137

4.4.3　实验验证147

4.4.4　电流斜位注入方式的磁共振电阻抗成像152

4.5　微波断层成像技术158

4.5.1　微波CT的工作原理和特点158

4.5.2　实验样机的建立160

4.5.3　最佳成像频率的实验和选择163

4.5.4　关于图像重建算法的探索165

4.6　微波激励热声成像技术166

4.6.1　微波激励热声效应及成像原理167

4.6.2　实验装置的建立和成像实验169

4.6.3　热声信号的获取和计算172

4.6.4　微波激励源最佳激励参数的研究与选择173

4.6.5　微波激励热声成像中的超声检测179

4.6.6　超宽带微波激励方式的研究181

4.6.7　微波激励热声成像正问题研究184

4.6.8　微波激励热声成像逆问题研究191

参考文献194

第5章 电磁波的热效应及其在热疗中的应用202

5.1 电磁波对生物组织的热效应202

5.1.1　概述202

5.1.2　电磁波对生物组织的穿透深度（加热深度）204

5.1.3　射频对生物组织的热效应206

5.1.4　微波加热效应207

5.2　电磁波热疗208

5.2.1　概述208

5.2.2　射频加热治疗209

5.2.3　微波加热治疗212

5.2.4　治疗温度的检测和控制218

5.2.5　微波功率的适时监视228

5.3　磁靶向热疗231

5.3.1 问题的提出231

5.3.2　磁性颗粒加热机制及相关应用技术233

5.3.3　外加交变磁场发生设备的设计和研究243

参考文献253

第6章　强脉冲电磁场的生物学效应及其应用258

6.1　强脉冲电场的效应和应用258

6.1.1　强脉冲电场的电穿孔效应258

6.1.2　电穿孔的量效关系259

6.1.3　窄脉冲的细胞内处理机制260

6.2　经颅磁刺激简介261

6.2.1　经颅磁刺激的历史262

6.2.2　经颅磁刺激的应用262

6.2.3　磁刺激仪的电路原理264

6.3　脉冲磁场在生物体内感应的电场分布267

6.3.1　感应电场分布的计算和实验验证267

6.3.2　大鼠真实头模型中感应电场分布的计算278

6.3.3　线圈参数和位置对感应电场分布影响的分析283

6.4　经颅磁刺激对大鼠的影响291

6.4.1　实验装置291

6.4.2　癫痫与脑电293

6.4.3　低频经颅磁刺激正常大鼠的脑电分析298

6.4.4　低频经颅磁刺激对癫痫大鼠的影响305

参考文献314

第7章　低强度电磁场的生物学效应316

7.1　低强度电磁场生物学效应研究概述316

7.2　电磁场生物学效应研究的基本准则318

7.2.1　假设318

7.2.2　实验室规程和实验方法318

7.2.3　暴露装置和暴露条件319

7.2.4　结果分析320

7.2.5　结论320

7.2.6　结果发表321

7.3　用于电磁场生物学效应研究的电磁暴露装置321

7.3.1　低频磁场发生装置简介321

7.3.2　低频脉冲磁场发生装置322

7.3.3　低频正弦磁场发生装置327

7.3.4　螺线管的设计及其磁场的测量330

7.3.5　电磁辐射实验动物暴露系统332

7.4　低频磁场对ATP合成酶的影响337

7.4.1　研究背景337

7.4.2　光合细菌F0F1-ATP酶的水解活性和F1旋转速率测定339

7.4.3　实验方法341

7.4.4　实验结果与讨论342

7.4.5　结论345

7.5　低频磁场对细胞增殖分化的影响346

7.5.1　旋转磁场及静磁场对人肝癌细胞增殖的影响346

7.5.2　低频脉冲磁场对HepG2细胞增殖和分化的影响350

7.5.3　低频脉冲磁场对不同来源成骨细胞影响的比较355

7.6　低频脉冲磁场对趋磁细菌的影响362

7.6.1　研究背景362

7.6.2　材料和方法363

7.6.3　实验结果366

7.6.4　讨论369

7.7　低频磁场对大鼠痛阈的影响及其机制371

7.7.1　研究背景371

7.7.2　材料和方法372

7.7.3　实验结果374

7.7.4　结果分析376

7.7.5　需要说明的两个问题378

参考文献380