Поглощение энергии ЭМП в тканях и преобразование ее в тепловую

Зависимость степени поглощения энергии ЭМП в биологи­ческом объекте от размеров последнего можно оценить из расчетов для полупроводящей сферы. Из них вытекает, что при R>λ в полупроводящей сфере поглощается примерно 50% мощности, падающей на поперечное сечение, независимо от активной проводимости вещества сферы. Расчеты и эксперименты на моделях показали, что это справедливо для биологических объек­тов любой формы в диапазоне частот от 300 Мгц до 3 Ггц. Но при R<λ поглощаемая мощность зависит от электрических па­раметров объекта и при некоторых значениях R/λ в нем погло­щается больше энергии, чем падает на поперечное сечение.

Зависимость характера поглощения от анатомического рас­положения тканей определяется главным образом толщиной подкожного жирового слоя и способом приложения ЭМП к объ­екту. Если воздействие производится путем помещения объек­та между пластинами конденсатора, то в подкожном слое, име­ющем более низкие значения относительной диэлектрической проницаемости ε’ и активной проводимости σ , чем у глубже расположен­ных мышечных тканей, напряженность Е будет выше, чем в мышцах. Соответственно распределится и поглощаемая мощ­ность ЭМП. Если производится облу­чение объекта волнами, то жировой слой может сыграть роль «трансформатора импедансов» между воздушной средой и мышечной тканью, что мо­жет привести к той или иной компенсации от­ражения волн и, следо­вательно, к соответ­ствующему увеличе­нию доли поглощаемой мощности. Этот эффект зависит от толщины жирового слоя, толщи­ны слоя кожи и от ча­стоты ЭМП.

До сих пор мы не учитывали еще одного физического про­цесса, от которого может зависеть относительное распределение поглощения энергии ЭМП в тканях живых организмов, а имен­но возникновения стоячих волн, в результате которого энергия, поглощаемая в том или ином слое тканей, может значительно возрасти по сравнению со случаем распространения волн в этой ткани. Стоячие волны могут возникнуть (в связи с отражения­ми на границах раздела тканей, имеющих различные электри­ческие параметры) в тех случаях, когда толщина рассматрива­емого слоя тканей сравнима с длиной волны (величина которой в свою очередь зависит от электрических параметров ткани). Из таблицы, в которой приведены значения длин волн в различ­ных тканях, видно, что такое соотношение возможно в слоях тканей человека и крупных животных для ЭМП с частотами выше 3 Ггц.

Длина волны в тканях при различных частотах, м

Узнайте больше ...

Аллергические риниты
Аллергический ринит определяется клинически кок симптоматическое расстройство в полости носа, которое индуцируется после экспозиции аллергена и опосредуется lgE-зависимым воспалением оболочек носа. Аллергические риниты представляют глобальную проблему здравоохранения. Это широко распространённое в мире заболевание, поражающее по крайней мере от 10 до 25% населен ...