نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• مهرداد ساویز ¹
• سینا شیرین‌پور ²
• اشکان عابدی ²
• رضا فرجی‌دانا ³

¹ محقق پسادکتری، آزمایشگاه بیوالکترومغناطیس، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران

² دانشجوی کارشناسی مهندسی برق، آزمایشگاه بیوالکترومغناطیس، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران

³ استاد، قطب علمی سیستم‌های الکترومغناطیسی کاربردی، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران

چکیده

این مقاله رویکرد محاسباتی جدیدی را معرّفی می‌کند که می‌تواند تخمین مناسبی را از میدان‌های القایی در کلّی‌ترین تا جزئی‌ترین اجزای بدن حاصل کند. اساس نظری این رویکرد استفاده از تحلیل چندمقیاسی و تحریک مدل‌های مقیاس‌های کوچک‌تر با میدان‌های به دست آمده در حل مقیاس بزرگ‌تر است. شیوه اجرای روش در این مقاله تشریح و با مثالی کاربردی، میدان الکتریکی القایی بر‌ غشای سلولی با موفقیت در چند نقطه از مدل بدن انسان محاسبه شده است. همچنین در مورد منشأ فیزیکی رفتار وابسته به فرکانس نتایج به دست آمده و اهمیت نتایج در حوزه بیوالکترومغناطیس بحث شده است.

کلیدواژه‌ها

• بیوالکترومغناطیس محاسباتی
• روش چند مقیاسی
• دوزسنجی
• ساختار بافت
• محاسبه میدان‌های القایی در بدن

موضوعات

• بیوالکترومغناطیس

عنوان مقاله [English]

A Novel Approach to Computing Induced Electric Fields in Biological Structures Based on Sequences of Transfer Functions

نویسندگان [English]

• Mehrdad Saviz ¹
• Sina Shirinpour ²
• Ashkan Abedi ²
• Reza Faraji-Dana ³

¹ Post-Doctoral Researcher, Bioelectromagnetics Laboratory, School of Electrical and Computer Eng., University of Tehran

² B.Sc. Student, School of Electrical and Computer Eng., University of Tehran

³ Professor, Center of Excellence on Applied Electromagnetic Systems, University of Tehran

چکیده [English]

We introduce a new computational approach which is capable of providing estimations of the electric field strength induced in biological bodies at large to ultra-fine scales. The method is theoretically based on multi-scale analysis and excitation of the smaller-scale models by the computed fields at the larger-scale model. The method and its implementation are shown, and as a practical example, the electric field induced inside the plasma membrane has been successfully computed for cells residing at different locations in the human body-model. Also discussed are the origins of the frequency-dependent behavior of the induced field strength and the significance of its practical consequences for bioelectromagnetics.

کلیدواژه‌ها [English]

• Computational Bioelectromagnetics
• Multiscale analysis
• Dosimetry
• Tissue structure
• computation of induced fields within the body