[发明专利]一种辐照腔中效应物内部场强的局部聚焦装置的构建方法

说明书

本发明提出一种辐照腔中效应物内部场强的局部聚焦装置及其构建方法，基于介质透镜的聚焦原理来研究辐照腔内效应物内部场强局部聚焦，采用在辐照腔上、下两个平行板的内侧分别放置一定尺寸及一定介质参数的两个介质透镜，靠近介质透镜的效应物内测点的场出现局部增强，并且场强聚焦点与透镜聚焦点并非同一坐标位置(两个位置相近)。本发明克服了实现频率为0～200MHz左右场强聚焦的单凸透镜尺寸过大的技术难题，提高了靠近介质透镜的效应物内部测点的场强，达到了效应物内部测点的局部聚焦效果。

技术领域

本发明涉及一种辐照腔中效应物内部场强的局部聚焦装置及其构建方法。

背景技术

血脑屏障(blood-brain barrier，BBB)结构是脑内结构最为复杂、作用最为重要的屏障之一，由毛细血管和微血管的内皮细胞、周细胞、基膜和星形胶质细胞终足共同组成，对循环血液中的各种物质具有严格的选择通透机制，保证脑内环境的高度稳定性以利于中枢神经系统的机能活动。然而BBB在阻止异物(包括微生物、病毒等)入侵脑组织而取得保护作用的同时，也阻止治疗药物进入脑病变区域(Kangchu Li等人发表在《Bioelectromagnetics》期刊2018年第39卷第60页，“EMP-induced BBB-disruptionenhances drug delivery to glioma and increases treatment efficacy in rats”)。因此对于中枢神经系统疾病而言，药物有效吸收因BBB的存在而很难实现，严重制约了脑疾患的药物治疗的有效实施。而根据多年的研究可知，强电磁脉冲的辐照可以产生明显的生物效应(Mingjuan Yang 等人发表在《Theriogenology》期刊2013年第80卷第18页，“Effects of electromagnetic pulse on polydactyly of mouse fetuses”)，可以打开BBB结构从而完成病变区域的药物吸收(王琦等人发表在《疾病控制杂志》期刊2003年第7卷第5期第404页，“脉冲式电磁辐射对大鼠血脑屏障影响的量效关系”)。

另一方面，结构与有界波模拟器(周璧华等人发表在《电波科学学报》期刊2011年第 26卷第6期第1034页，“雷电电磁脉冲电场仪的标定研究”)相同的辐照腔可以在工作空间提供均匀的场。因此，当将作为效应物的人脑或者动物的大脑放入辐照腔内时，为了打开脑部病变的局部区域(即效应物的局部区域)的BBB结构，需要对该局部区域进行场强的聚焦，从而使得该区域接受到强电磁脉冲的辐照。因此，有必要对辐照腔内效应物场强的局部聚焦方法进行研究。

介质透镜的聚焦作用在光学领域已经成熟，但将单个介质透镜直接应用于辐照腔的场强聚焦聚焦时，则不太适用。这是由于辐照腔内电磁波的频率范围在0～200MHz左右，理论上需要较大尺寸的透镜才能达到局部聚焦的效果，而辐照腔本身的尺寸有限。或许因此，基于介质透镜的辐照腔中效应物内部场强的局部聚焦方式，国内外没有相关的报道。

发明内容

本发明提出一种辐照腔中效应物内部场强的局部聚焦装置及其构建方法，提高了靠近介质透镜的效应物内部测点的场强，达到了效应物内部测点的局部聚焦效果。

申请人基于介质透镜的聚焦原理来研究辐照腔内效应物内部场强局部聚焦方法时发现，采用在辐照腔上、下两个平行板的内侧分别放置一定尺寸及一定介质参数的两个介质透镜时，靠近介质透镜的效应物内测点的场出现了局部增强的现象，并发现场强聚焦点与透镜聚焦点并非同一坐标位置(两个位置相近)，从而给出了一种辐照腔内效应物内部场强局部聚焦的新思路。

本发明采用的技术解决方案如下：