用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现

第３６卷第１２期２０１７年１２月电工电能新技术ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙＶｏｌ．３６，Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１７收稿日期：２０１６⁃０９⁃０９基金项目：国家自然科学基金项目（３１６７０８５５）作者简介：潘㊀伟（１９９０⁃），男，山东籍，硕士研究生，研究方向为电磁检测技术；潘卫东（１９６７⁃），男，安徽籍，副研究员，博士，研究方向为电磁场效应及磁感受物理机制㊂用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现潘㊀伟１，２，潘卫东１，许静静１，２，孔祥阳１，２（１．生物电磁学北京市重点实验室，中国科学院电工研究所，北京１００１９０；２．中国科学院大学，北京１０００４９）摘要：糖尿病作为一种终身代谢性疾病，并发症高达一百多种㊂研究表明，脉冲磁场能促进胶原纤维沉积，改善胶原纤维排列和取向，有助于糖尿病伤口愈合，能有效地促进糖尿病患者的溃疡静脉愈合㊂为了进一步探索脉冲磁场在糖尿病治疗中的场强㊁脉冲宽度㊁频率和治疗时间，本文提出了一种脉冲磁场发生方案，应用此方案设计了基于ＳＴＭ３２单片机控制的低频脉冲磁场发生装置，其可以输出０ １００Ｈｚ连续可调，最大磁感应强度１００ｍＴ的脉冲磁场㊂利用ＡＮＳＹＳ软件进行仿真，确定并优化磁场产生线圈的结构与尺寸㊂用ＳＴＭ３２单片机对磁场进行控制，设计出相应的硬件及其接口，实现了对磁感应强度的实时控制与检测㊂通过选择开关器件㊁设计线圈和续流回路等措施减少脉冲磁场宽度，通过对螺线管线圈结构的设计，减少线圈发热对生物实验的影响㊂试验表明，该装置操作简便，性能稳定可靠，已在糖尿病并发症治疗的研究中得到应用㊂关键词：脉冲磁场；ＳＴＭ３２；糖尿病；螺线管线圈ＤＯＩ：１０ １２０６７／ＡＴＥＥＥ１６０９０２１㊀㊀㊀文章编号：１００３⁃３０７６（２０１７）１２⁃００６５⁃０６㊀㊀㊀中图分类号：ＴＭ１５３１㊀引言脉冲磁场（ＰｕｌｓｅｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄ，ＰＥＭＦ）在生物医学中的应用受到广泛关注，过去几十年国内外研究人员做了大量的基础和临床研究㊂研究发现ＰＥＭＦ对促进骨骼和软骨组织损伤愈合［１］㊁调节微循环有显著的生物学效应［２，３］；对糖代谢㊁脂代谢和缓解疼痛等均有显著治疗效果［４］㊂糖尿病是一组由多病因引起的终身性代谢性疾病，并发症高达一百多种，长期血糖增高，导致大血管㊁微血管受损并危及心㊁脑㊁肾㊁周围神经㊁眼睛㊁足等㊂糖尿病引起的毛细血管之间血流量分配不均和动静脉短路几乎影响所有伤口的愈合［５］，并改变组织恢复［６］㊂关于ＰＥＭＦ在治疗糖尿病以及糖尿病并发症的研究还不多，而其作用机理更需要进一步的证实［７］㊂国内在糖尿病周围神经病变的研究中取得了较好的成果［４，５］；中国科学院电工研究所与香港理工大学康复科学中心合作，在糖尿病足的研究中也取得了突破性进展［８］㊂关于磁场的生物学效应机理，目前还没有统一的认识，只是存在一些假说，其中有跨膜离子回旋谐振假说，电动力学假说等［９⁃１１］㊂而研究结果表明，ＰＥＭＦ能显著改变细胞形态㊁ＤＮＡ㊁ＲＮＡ㊁蛋白质合成㊁跨膜转运㊁酶活性等，促进胶原纤维沉积，改善胶原纤维排列和取向，有助于糖尿病伤口的愈合［１２］㊂研究认为，ＰＥＭＦ通过对蛋白和酶中过渡金属离子的作用，影响酶的活性，进而影响酶参与新陈代谢反应［１３］㊂目前在治疗糖尿病并发症的研究中大多使用０ ２５Ｈｚ㊁２ ５ｍＴ的ＰＥＭＦ［１２］，但并未达到预期的治疗效果，因此需要更宽频率㊁更高场强的ＰＥＭＦ设备来进一步寻求ＰＥＭＦ治疗糖尿病并发症的最佳参数，以便在临床应用上明确用于治疗糖尿病并发症的ＰＥＭＦ参数（场强㊁脉冲宽度㊁频率），处理时间以及磁场结构㊂为此，本文提出了一种ＰＥＭＦ发生方案，应用此方案设计了螺线管线圈结构，实现了输出０ １００Ｈｚ连续可调，最大磁感应强度１００ｍＴ的ＰＥＭＦ发生系统㊂２㊀ＰＥＭＦ发生装置设计ＰＥＭＦ发生装置主要包括螺线管线圈㊁ＳＴＭ３２控６６㊀电工电能新技术第３６卷第１２期制系统㊁驱动电路与续流回路㊁开关直流稳压电源和实验载物台等结构㊂整个系统逻辑框图如图１所示㊂图１㊀ＰＥＭＦ系统框图Ｆｉｇ．１㊀ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆＰＥＭＦｓｙｓｔｅｍＳＴＭ３２控制系统通过驱动电路控制ＭＯＳ管导通和关断，进而控制螺线管线圈产生相应磁感应强度和频率的ＰＥＭＦ㊂等效电路如图２所示［１４］㊂图２㊀ＰＥＭＦ等效电路Ｆｉｇ．２㊀ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆＰＥＭＦＲＬ串联电路在零状态响应下电流ｉ（ｔ）为：ｉ（ｔ）＝ＶＲ（１－ｅ－ｔτ）（１）式中，Ｖ为ＲＬ串联电路两端电压；τ为ＲＬ串联电路时间常数，τ＝Ｌ／Ｒ，其中Ｌ为电感值，Ｒ为电阻值㊂当ｔ≪τ时，式（１）可近似为：ｉ（ｔ）＝ＶＬｔ（２）则此条件下电流ｉ（ｔ）值近似随时间ｔ线性增加［１５］㊂图２中，当ＭＯＳ管导通时，螺线管线圈充电，产生磁场；当导通时间满足式（２）时，通过控制ＭＯＳ管关断时刻，即可控制螺线管线圈内电流的大小，进而控制ＰＥＭＦ的磁感应强度；ＭＯＳ管关断后，线圈储能通过续流回路中放电电阻快速释放㊂２ １㊀螺线管线圈设计根据实验需要，利用ＡｕｔｏＣＡＤ２０１５设计了螺线管线圈骨架结构并确定了尺寸㊂考虑到线圈发热可能对生物医学实验带来的影响，整个骨架结构分为两层，外层缠绕线圈，内层放置实验载物台㊂骨架结构如图３所示㊂图３㊀螺线管线圈骨架结构Ｆｉｇ．３㊀Ｓｋｅｌｅｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｏｌｅｎｏｉｄｃｏｉｌ螺线管线圈骨架使用环氧材料加工制成，并利用仿真软件ＡＮＳＹＳＭａｘｗｅｌｌ１６根据骨架结构与尺寸对磁场进行仿真（计算区域为螺线管线圈仿真模型体积的１２５倍），确定螺线管线圈的匝数与磁场分布㊂螺线管线圈长２０ｃｍ，内直径１２ｃｍ，外直径１６ｃｍ，采用２ｍｍ直径漆包线双线绕制而成㊂与单线绕制相比，产生相同强度的ＰＥＦＭ，双线绕制同侧并联使用可以实现更窄的脉冲宽度；异侧并联使用可以产生零磁，与同侧并联使用形成对照，验证线圈发热对生物医学效应的影响㊂２ ２㊀ＳＴＭ３２控制系统控制系统的硬件如图４所示㊂控制系统主要由单片机及其接口电路㊁初始值设定（磁感应强度及频率设定）㊁控制输出以及显示部分组成［１６］㊂该系统选用ＳＴＭ３２单片机作为控制系统的核心，用于控制开关电路，利用键盘输入电路和模／数（Ａ／Ｄ）转换电路输入磁感应强度和脉冲频率以及设备运行时间的设定值，输出显示采用ＬＣＤ液晶显示屏组成的显示电路㊂图４㊀控制系统框图Ｆｉｇ．４㊀Ｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ潘㊀伟，潘卫东，许静静，等．用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现［Ｊ］．电工电能新技术，２０１７，３６（１２）：６５⁃７０．６７㊀控制系统的控制程序如图５所示㊂控制程序由主程序和中断程序组成㊂控制系统上电后，等待输入值（运行时间㊁脉冲频率和脉冲宽度等初始值），设定可以通过键盘和电位器输入；程序根据输入值控制ＭＯＳ管的开断，同时在ＬＣＤ显示屏实时显示ＰＥＭＦ运行时间㊁频率和占空比㊂中断程序可以随时改变参数的设定㊂图５㊀控制程序流程图Ｆｉｇ．５㊀Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｏｆｔｗａｒｅ２ ３㊀实验载物台依据实验对象（小鼠㊁大鼠㊁细胞等）需要，根据螺线管线圈结构设计了载物台㊂载物台包括圆筒形支撑结构㊁前后挡板和载物板等结构，由透明有机玻璃加工而成，方便对实验对象的实时观察，如图６所示㊂圆筒型支撑容器尺寸为直径１１ｃｍ，长为２０ｃｍ，为实验对象提供实验场所㊂圆筒形支撑结构使得载物板平稳安置在圆筒形螺线管内，实验对象安放在载物板上；前后挡板开孔，促进空气流通以降低螺线管线圈发热对实验对象的影响㊂图６㊀实验载物台Ｆｉｇ．６㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｂｊｅｃｔｓｔａｇｅ２ ４㊀驱动电路与续流回路驱动电路如图７所示㊂其中悬浮电源ＶＢ通过自举获得，Ｃ２为自举电容，Ｄ２为充电二极管，Ｄ１为续流二极管［１７］㊂ＩＮＰＵＴ端接收来自ＳＴＭ３２送来的时序信号，当输入为高电平时，ＩＲ２１１０的ＶＢ端与ＨＯ端导通，通过ＶＢ和ＨＯ驱动ＭＯＳ管，Ｃ２两端电压为ＶＣＣ，ＭＯＳ管上栅极通过Ｃ１的储能来驱动，从而实现自举式驱动㊂ＭＯＳ管选用意法半导体公司的ＳＴＹ６０ＮＭ５０（ＶＤＳＳ＝５００Ｖ，ＩＤ＝６０Ａ）；续流回路中选用功率２００Ｗ电阻值为５Ω㊁１０Ω（Ｂｍａｘ＜６０ｍＴ时）和２０Ω（Ｂｍａｘ＜４０ｍＴ时）的黄金铝壳电阻，用来探索线圈放电时间在治疗糖尿病并发症中的影响㊂图７㊀ＭＯＳ管驱动电路Ｆｉｇ．７㊀ＭＯＳｄｒｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔ３㊀试验结果与分析ＰＥＭＦ发生装置如图８所示㊂选用无锡安耐斯公司的Ｄ４００２０Ｊ型号开关直流稳压电源，输出电压０ ４００Ｖ可调，输出电容３３００μＦ，额定电流２０Ａ㊂螺线管线圈电感Ｌ＝２０ｍＨ，电阻Ｒ＝０ ５Ω，时间常数τ＝Ｌ／Ｒ＝４０ｍｓ㊂取ＭＯＳ管导通时间ｔɤτ／１０＝４ｍｓ检测装置是否满足要求，并对试验区域内磁感应强度大小进行测量与标定㊂为了验证螺线管双层结构隔热效果，对螺线管线圈表面以及载物板表面进行了温度测量㊂图８㊀ＰＥＭＦ发生装置实物图Ｆｉｇ．８㊀ＰｈｏｔｏｏｆＰＥＭＦ６８㊀电工电能新技术第３６卷第１２期３ １㊀磁感应强度图６的实验载物台为ＰＥＭＦ工作区域，工作区域几何中心为磁感应强度测量点，对螺线管两端电压值㊁ＭＯＳ管导通时间㊁磁感应强度峰值㊁电流峰值等进行测量和标定，通过对螺线管内不同位置利用高斯计（ＣＨ⁃１８００）多次测量求平均值，测得脉冲磁场磁感应强度（如表１所示）；通过示波器实时显示高斯计所测量到的波形㊂表１㊀磁感应强度实验数据Ｔａｂ．１㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｄｅｎｓｉｔｙ磁感应强度峰值Ｂ／ｍＴ电压Ｖ／Ｖ导通时间Ｔｕｐ／ｍｓ最大重复频率ｆ／Ｈｚ１００２７５４２１００３６５３２８０２１７４３８０２９０３３６０１６０４８６０２１５３８６０３１０２８４０１０５４２０４０１４３３２０４０２１０２２０２０５７４１００２０７１３１００２０１０２２１００２０２００１１００１０３４３１００１０５１２１００１０１００１１００１０１９９０ ５１００５５１１１００５１０００ ５１００５２４９０ ２１００１２００ ５１００１５００ ２１００１１０００ １１００㊀㊀由表１可以看出，当ＭＯＳ管导通时间一定时，磁感应强度的峰值与电压成正比；当线圈两端电压一定时，磁感应强度的峰值与导通时间成正比，测量值与式（２）近似的理论值相吻合㊂随着磁感应强度的增加，ＰＥＭＦ最大重复频率降低，这是因为随着磁感应强度增强，高压直流电源内储能电容需要更大的时间间隔进行充电㊂㊀㊀ＰＥＭＦ宽度Ｔｗ作为该设计的重要指标参数，由脉冲上升时间和脉冲衰减时间组成㊂脉冲上升时间取决于ＭＯＳ管开通时间Ｔｕｐ，脉冲衰减时间Ｔｄｏｗｎ取决于螺线管线圈电感Ｌ㊁电阻Ｒ和续流回路中放电电阻Ｒｄ的大小㊂磁感应强度Ｂ为２０ｍＴ，Ｔｕｐ分别为３ｍｓ㊁２ｍｓ㊁１ｍｓ，Ｒｐ分别为１０Ω㊁２０Ω时，测得ＰＥＭＦ单个波形，如图９所示㊂可以看出，通过控制脉冲上升时间Ｔｕｐ㊁脉冲衰减时间Ｔｄｏｗｎ，可以有效地控制ＰＥＭＦ宽度Ｔｗ，这为探索ＰＥＭＦ脉冲宽度在治疗糖尿病并发症中的影响提供了方法㊂图９㊀ＰＥＭＦ波形Ｆｉｇ．９㊀ＷａｖｅｆｏｒｍｓｏｆＰＥＭＦ３ ２㊀温度测量电阻发热量与流过电流的平方成正比，与重复频率成正比；螺线管线圈内产生的磁感应强度与流过的电流成正比㊂当磁感应强度Ｂ为２０ｍＴ，重复频率ｆ为１００Ｈｚ时，系统发热量最大，此条件下，在室温２４ħ，开窗通风环境中测量了线圈表面㊁工作区域几何中心和放电电阻表面温度，如图１０所示㊂可以看出，螺线管线圈储能绝大部分被续流回路中放电电阻以热量形式释放㊂当磁感应强度不变时，放电电阻表面温度不随ＭＯＳ管开通时间Ｔｕｐ变化而改变；螺线管线圈表面及工作区域温度随ＭＯＳ管开通时间Ｔｕｐ变大而上升㊂为了减弱温度对生物医学实验的影响，可以通过控制室内温度以及适当通风的方式，将工作区域内温度控制在实验要求的范围内㊂潘㊀伟，潘卫东，许静静，等．用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现［Ｊ］．电工电能新技术，２０１７，３６（１２）：６５⁃７０．６９㊀图１０㊀温度变化曲线Ｆｉｇ．１０㊀Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｖｅｓ４　结论本文提出了一种用于糖尿病并发症研究的ＰＥＭＦ发生方案，并根据此方案设计首次实现了用于糖尿病并发症治疗的ＰＥＭＦ螺线管发生装置，该装置频率０ １００Ｈｚ，脉冲宽度㊁脉冲波形可调，最大磁感应强度１００ｍＴ㊂根据实验对象对设备的要求，设计并制作了实验载物台，使用有机玻璃载物台的设计代替了传统捆绑束缚的方法，实现了实验过程的实时观察和记录㊂双层螺线管线圈骨架架构的设计，满足了生物医学实验对温度的要求，为实验对象提供了更科学的探索环境㊂通过改变ＭＯＳ管导通时间，续流回路放电电阻阻值，实现了脉冲宽度和脉冲波形的控制，这为进一步探索验证脉冲宽度和波形对糖尿病并发症的影响提供了基础㊂试验结果表明，实验设备运行稳定可靠，产生的ＰＥＭＦ满足研究糖尿病并发症治疗所需要的频率㊁强度㊁波形㊁脉冲宽度㊂本实验室将使用该设备进一步探索ＰＥＭＦ在糖尿病并发症治疗中的最佳参数以及作用机制㊂该ＰＥＭＦ发生系统也可用于探索ＰＥＭＦ在骨质疏松㊁镇痛㊁肿瘤等治疗中的作用，它为进一步了解ＰＥＭＦ的生物医学效用，开展生物医学实验提供了基础㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］李文革，王晓梅，李继云，等（ＬｉＷｅｎｇｅ，ＷａｎｇＸｉ⁃ａｏｍｅｉ，ＬｉＪｉｙｕｎ，ｅｔａｌ．）．骨质疏松性骨折模型建立与磁场对骨折愈合的影响（Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｏｓｔｅｏｐｏｒｏｔｉｃｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｎｆｒａｃ⁃ｔｕｒｅｈｅａｌｉｎｇ）［Ｊ］．中国中医骨伤科杂志（ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＭｅｄｉｃａｌＴｒａｕｍａｔｏｌｏｇｙ＆Ｏｒｔｈｏｐｅ⁃ｄｉｃｓ），２０１０，１８（９）：７⁃９［２］周田华，李主一，周中英，等（ＺｈｏｕＴｉａｎｈｕａ，ＬｉＺｈｕｙｉ，ＺｈｏｕＺｈｏｎｇｙｉｎｇ，ｅｔａｌ．）．脉冲电磁场对周围神经再生的影响（Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｎｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｎｅｒｖｅ）［Ｊ］．中国组织工程研究（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｉｎｉｃａｌＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｖｅＴｉｓｓｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒ⁃ｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ），２００３，７（２）：２０８⁃２０９ ［３］ＬｕｏＥ，ＳｈｅｎＧ，ＸｉｅＫ，ｅｔａｌ．Ａｌｉｍｅｎｔａｒｙｈｙｐｅｒｌｉｐｅｍｉａｏｆｒａｂｂｉｔｓｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｌｏｗ⁃ｉｎｔｅｎｓｉｔｙｐｕｌｓｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ，２００７，２８（８）：６０８⁃６１４［４］姜茂刚（ＪｉａｎｇＭａｏｇａｎｇ）．脉冲电磁场对糖尿病大鼠周围神经损伤防治作用的实验研究（Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔ⁃ｉｃｆｉｅｌｄｏｎｄｉａｂｅｔｉｃｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｎｅｕｒｏｐａｔｈｙｉｎｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｏ⁃ｃｉｎ⁃ｔｒｅａｔｅｄｒａｔｓ）［Ｄ］．西安：第四军医大学（Ｘｉａｎ：ＴｈｅＦｏｕｒｔｈＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），２０１３ ［５］ＦｒａｎｋＳ，ＨüｂｎｅｒＧ，ＢｒｅｉｅｒＧ，ｅｔａｌ．Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｖａｓ⁃ｃｕｌａｒｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｇｒｏｗｔｈｆａｃｔｏｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｎｃｕｌｔｕｒｅｄｋｅｒａ⁃ｔｉｎｏｃｙｔｅｓ：Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｎｏｒｍａｌａｎｄｉｍｐａｉｒｅｄｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９５，２７０（２１）：１２６０７⁃１２６１３［６］ＬｉｏｕｐｉｓＣ．Ｔｈｅｒｏｌｅｏｆｄｉｓｔａｌａｒｔｅｒｉａｌｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎｐａ⁃ｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈｄｉａｂｅｔｉｃｆｏｏｔｉｓｃｈｅｍｉａ［Ｊ］．ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｏｗｅｒＥｘｔｒｅｍｉｔｙＷｏｕｎｄｓ，２００５，４（１）：４５⁃４９［７］ＭｅｒｔＴ，ＧｕｎａｙＩ，ＧｏｃｍｅｎＣ，ｅｔａｌ．Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｕｌｓｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｎｉｎｊｕｒｅｄｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｎｅｒｖｅｓ［Ｊ］．ＡｌｔｅｒｎａｔｉｖｅＴｈｅｒａｐｉｅｓｉｎＨｅａｌｔｈ＆Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，２００６，１２（５）：４２⁃４９［８］ＣｈｏｉＭＣ，ＣｈｅｕｎｇＫＫ，ＬｉＸ，ｅｔａｌ．Ｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇ⁃ｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ（ＰＥＭＦ）ｐｒｏｍｏｔｅｓｃｏｌｌａｇｅｎｆｉｂｒｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｓ⁃ｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｍｙｏｆｉｂｒｏｂｌａｓｔｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｈｅａｌｉｎｇｐｈａｓｅｏｆｄｉａｂｅｔｉｃｗｏｕｎｄ［Ｊ］．ＡｒｃｈｉｖｅｓｏｆＤｅｒｍａｔｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１６，３０８（１）：２１⁃２９ ［９］张弘（ＺｈａｎｇＨｏｎｇ）．低强度瞬态电磁脉冲对细胞膜的电穿孔效应及机理研究（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｏｒａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍｄｕｅｔｏｌｏｗａｍｐｌｉｔｕｄｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｕｌｓｅｓｏｎｃｅｌｌｍｅｍｂｒａｎｅｓ）［Ｊ］．生物医学工程学杂志（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ），１９９９，１６（４）：４６７⁃４７０［１０］ＳｉｍｋóＭ，ＭａｔｔｓｓｏｎＭＯ．Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｅｌｅｃ⁃ｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓａｓｅｆｆｅｃｔｏｒｓｏｆｃｅｌｌｕｌａｒｒｅｓｐｏｎｓｅｓｉｎ７０㊀电工电能新技术第３６卷第１２期ｖｉｔｒｏ：Ｐｏｓｓｉｂｌｅｉｍｍｕｎｅｃｅｌｌａｃｔｉｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｌｌｕｌａｒＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００４，９３（１）：８３⁃９２ ［１１］姚学玲，陈景亮，徐传骧（ＹａｏＸｕｅｌｉｎｇ，ＣｈｅｎＪｉｎｇｌｉ⁃ａｎｇ，ＸｕＣｈｕａｎｘｉａｎｇ）．脉冲电流电磁场对生物膜的非热效应分析（Ａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｎｏｎ⁃ｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｕｌｓｅｄｃｕｒｒｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓｏｎｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｍｂｒａｎｅｓ）［Ｊ］．电工电能新技术（ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＥＩｅｃ⁃ｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｙ），２００３，２２（２）：７６⁃８０ ［１２］ＫｗａｎＲＬＣ，ＣｈｅｉｎｇＧＬＹ，ＶｏｎｇＳＫＳ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｐｈｙｓｉｃａｌｔｈｅｒａｐｙｆｏｒｍａｎａｇｉｎｇｄｉａｂｅｔｉｃｆｏｏｔｕｌｃｅｒｓ：Ａｓｙｓ⁃ｔｅｍａｔｉｃｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｕｎｄＪｏｕｒｎａｌ，２０１３，１０（２）：１２１⁃１３１［１３］Ｃｈｅｂｏｔａｒ ｏｖａＬＬ，ＨｉｅＣ．Ｕｓｅｏｆｌｏｗ⁃ｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｍａｇ⁃ｎｅｔｉｃｔｈｅｒａｐｙｉｎｄｉａｂｅｔｉｃｐｏｌｙｎｅｕｒｏｐａｔｈｙ［Ｊ］．ＦｉｚｉｏｌｏｈｉｃｈｎｙǐＺｈｕｒｎａｌ，２００３，４９（２）：８５⁃９０ ［１４］ＡｈｍｅｄＩ，ＶｏｊｉｓａｖｌｊｅｖｉｃＶ，ＰｉｒｏｇｏｖａＥ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｄｅｖｅｌ⁃ｏｐｍｅｎｔｏｆａｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＥＬＦ）ｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃ⁃ｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ（ＰＥＭＦ）ｓｙｓｔｅｍｆｏｒｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇｐｒｏ⁃ｍｏｔｉｏｎ［Ａ］．ＷｏｒｌｄＣｏｎｇｒｅｓｓｏｎＭｅｄｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＢｉｏ⁃ｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｃ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ，２０１２．２７⁃３０ ［１５］ＨｕａｎｇＨＦ，Ｈａｎ⁃ＣｈｕｎＨＵ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｇｅｎｅｒａｔｏｒ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａ⁃ｔｉｏｎ，２０１０，２７（１０）：３５７⁃３６０［１６］ＢｒａñａｓＣ，ＡｚｃｏｎｄｏＦＪ，ＢｒａｃｈｏＳ．ＤｅｓｉｇｎｏｆＬＣｐＣｓｒｅｓｏ⁃ｎａｎｔｉｎｖｅｒｔｅｒｓａｓａｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｆｏｒＨＩＤｌａｍｐｂａｌｌａｓｔａｐ⁃ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｃａ⁃ｔｉｏｎｓ，２００５，４１（６）：１５８４⁃１５９３［１７］ＷａｃｈＺＡ，ＲａｍＲａｋｈｙａｎｉＡＫ，ＫａｇａｎＺＢ，ｅｔａｌ．Ｏｐｔｉ⁃ｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄＲＬＣｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｓｏｌｅｎｏｉｄｃｏｉｌｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｒａｔｓｃｉａｔｉｃｎｅｒｖｅｓ［Ａ］．ＵＳＮＣ⁃ＵＲＳＩＲａｄｉｏＳｃｉｅｎｃｅＭｅｅｔｉｎｇ（ＪｏｉｎｔｗｉｔｈＡＰ⁃ＳＳｙｍｐｏｓｉｕｍ）［Ｃ］．２０１５ ３０９⁃３０９．ＤｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓｙｓｔｅｍｆｏｒｄｉａｂｅｔｉｃｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＰＡＮＷｅｉ１，２，ＰＡＮＷｅｉ⁃ｄｏｎｇ１，ＸＵＪｉｎｇ⁃ｊｉｎｇ１，２，ＫＯＮＧＸｉａｎｇ⁃ｙａｎｇ１，２（１．ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｌｉｆｅｌｏｎｇｍｅｔａｂｏｌｉｃｄｉｓｅａｓｅ，ｔｈｅｄｉａｂｅｔｅｓｈａｓｍａｎｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈａｔｐｕｌｓｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｃａｎｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｏｌｌａｇｅｎｆｉｂｅｒｓ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｃｏｌｌａｇｅｎｆｉ⁃ｂｅｒｓ，ｈｅｌｐｄｉａｂｅｔｉｃｗｏｕｎｄｈｅａｌｉｎｇ，ａｎｄｔａｋｅｅｆｆｅｃｔｓｉｎｐｒｏｍｏｔｉｎｇｔｈｅｈｅａｌｉｎｇｏｆｖｅｎｏｕｓｕｌｃｅｒｓ．Ｔｏｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｄｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｘｔｒｅｍｅｌｙｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ（ＰＥＭＦ）ｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｄｉａｂｅｔｉｃｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｎｅｗｓｃｈｅｍｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｈｅｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｅｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｒｏｍ０ｔｏ１００ｍＴａｎｄｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｒｏｍ０ｔｏ１００ＨｚｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＳＴＭ３２ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＴｈｅＡＮＳＹＳｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｉｌｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｓｔｈｅｃｏｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｔｈｅＳＴＭ３２ＭＣＵｉｍｐｌｅ⁃ｍｅｎｔｓｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｗａｓｓｈｏｒｔｅｎｅｄｂｙｃｈｏｏｓｉｎｇｓｗｉｔｃ⁃ｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｃｏｉｌｓａｎｄｃｏｍｍｕｔａｔｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｓ．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｗｉｔｈｃｏｉｌｓｗａｓｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｂｙｏｐｔｉｍｉ⁃ｚｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏｉｌｓ．ＴｈｅｔｅｓｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｎｅｗｐａｔｔｅｒｎｏｆＰＥＭＦｗａｓｅａｓｙｔｏｕｓｅｗｉｔｈｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｓｓｉｓｔａｎｔａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｄｉａｂｅｔｉｃｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＥＭＦ；ＳＴＭ３２；ｄｉａｂｅｔｅｓｍｅｌｌｉｔｕｓ；ｓｏｌｅｎｏｉｄｃｏｉｌ。