基于 ASPCE 代理模型的 DBS 植入者在低频磁场下电磁响应的不确定性研究

田瑞1, 刘金梦1, 逯迈1, 赵禹博1
1兰州交通大学
Publié en 2026

随着新能源汽车无线充电技术的迅速发展,其产生的低频磁场对植入脑起搏器患者健康的潜在影响引发关注。现有研究多采用固定参数,未考虑实际工况中线圈偏移、人体位移及补偿电路参数波动带来的影响。为此,本文提出一种基于有限元策略的ASPCE代理模型,量化单源多参数波动下的人体电磁响应。研究基于COMSOL软件建立双端LCC补偿拓扑无线充电线圈、人体头部组织及脑起搏器耦合仿真模型(见图1),采用场-电路-不确定性量化模块实现多物理场耦合计算。其中,发射线圈x、y轴偏移、人体x、y轴位移以及双端LCC谐振补偿电路参数作为不确定性输入变量(见图2),植入脑起搏器前后人体及大脑的Emax、Eavg作为关注量目标,系统分析了85 kHz低频磁场环境下,参数波动对脑起搏器植入者与非植入者两类人群电磁响应的不确定性。MOAT与Sobol分析一致表明,线圈偏移参数是影响各关注量响应的主导敏感因素;DBS植入后各参数的MOAT均值和标准差整体提高,表明DBS植入增强了感应电场对参数变化的敏感程度。概率分布显示,植入DBS前后,大脑Emax、大脑Eavg及人体Eavg均满足ICNIRP限值(11.475 V/m);仅人体Emax出现超标,超出限值的相对幅度由13.13%增至18.39%。

Téléchargement