皮秒脉冲无创治疗肿瘤及天线设计研究

摘要

高强度电场脉冲从微/纳秒级进入皮秒级，将使得电场脉冲对生物体结构和功能的影响研究进入新的领域。由于细胞线粒体膜的充电时间常数远小于细胞核膜与细胞膜的充电时间常数，在皮秒脉冲作用下，线粒体膜将先于细胞核膜与细胞膜受到脉冲的影响。文章提出，通过冲激脉冲辐射天线将皮秒脉冲聚焦于肿瘤组织，使肿瘤细胞线粒体跨膜电位发生变化而崩溃，启动线粒体途径的凋亡靶向诱导，实现肿瘤的无创治疗，初步实验与仿真结果表明该理论提出的正确性。根据时域天线设计理论，设计了一种用于辐射皮秒电场脉冲的冲激脉冲辐射天线，并对天线结构进行了初步优化设计。