用于射频电磁场安全性数值评估的人体模型的建立与仿真

射频电磁场安全性评估通常采用测量和数值模拟的方法来进行。测量方法难以准确得到人体受到电磁场照射后，不同组织和器官的电磁能量分布。数值模拟的方法可弥补上述缺陷，且具有不确定度较小的优点。许多国家已建立符合本国人群特征的电磁场数值计算人体模型，用于剂量仿真。但这些模型存在组织分类较少、分辨率不高等缺点，对电磁场较敏感的组织结构,如部分重要神经、腺体、眼睛等，缺乏精细分割。且这些模型与国人存在较大差异。本课题拟在中国可视人研究基础上，结合电磁场理论，对人体结构按照电磁场敏感度分类，构建高精度的电磁场数值评估人体模型。对三维模型进行NURBS形变调整,建立不同体态和姿态的模型,使用时域有限差分法进行数字人体模型在典型电磁场环境下进行剂量仿真，考虑多反射和多折射的现代电磁环境以及典型电磁场衰落模型的重建。为我国射频电磁场安全性和无线通信设备电磁辐射评估提供计算模型，为国人安全标准的制定提供参考依据。

国家自然科学基金青年基金项目《用于射频电磁场安全性数值评估的人体模型的建立与仿真》（61001159）目前已实施期满。该项目为重建可用于电磁场数值计算，并符合中国人体质特征的数字成年人全身模型。以用于电磁场安全性问题的基础研究和相关电磁辐射标准的制定。. 目前本项目组已完成了项目任务书的全部预定指标要求，并在下列方面取得超过规定目标的进展：（1）取得的人体模型的组织器官分割水平为87个（男）和90个（女），超过了原定80个的标准，居于世界领先水平；（2）利用MRI图像，重建了一例用于电磁辐射数值计算的1岁男婴全身数字模型。该模型填补了世界上5岁以下人体模型的空白，对于研究幼儿白血病的剂量学关联和人体终生电磁场暴露剂量学分析等工作提供了可靠的平台；（3）利用本研究开发的形变程序，重建了符合中国成年男性头部尺寸国家标准（GB/T2428-1998《成年人头面部尺寸》）中第5，50和95百分位数据的标准人头模型。该成果已经在中国通信标准化协会（CCSA）作为评估移动通信终端比吸收率的头部模型进行标准立项，该行标将于2014年中发布。. 在成果方面，本项目组在世界上首次重建了中国成年男女各一例全身数字模型，并用于电磁辐射数值计算，被WHO和IEEE相关电磁场门户网站报道。已发表SCI文章9篇（最高单篇3年引用率13次，2011.4 - 2013.12），EI检索会议论文5篇，国际会议受邀报告1次，国际会议口头报告2次，海报1次。获得授权专利1项，授权使用新型4项，计算机软件著作权1项。出版专著1本。加入国内两个专业学术学会的分会，并担任学术委员。在人才培养方面，培养硕士研究生4人，其中两人继续攻读博士学位。依托本研究课题，支撑所在单位博士后工作站的在站博士后一名。目前该博士后已出站并留在本实验室工作。项目组内两人晋升高级职称。在研究的持续性和项目成果的应用方面，基于本项目的研究，本课题组先后主持与参与973子课题、法国国家食品、环境和工作安全局和一项涉密项目的资助，进行人体建模与电磁场数值计算方面的计算工作。近两年本课题组成员又分别获得了博士后面上项目二等，国家自然科学基金青年项目和面上项目各一项。