Страница: 4/7
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
|
Частота, Мгц |
||||||||
|
Ткань |
100 |
200 |
400 |
1000 |
3000 |
10 000 |
24000 |
35 000 |
|
Костный мозг |
116,1 |
62,2 |
32,19 |
12,63 |
3,97 |
1,250 |
0,368 |
0,388 |
|
Головной мозг |
31,7 |
19,4 |
11,16 |
4,97 |
1,74 |
0,595 |
0,200 |
0,201 |
|
Хрусталик глаза |
33,15 |
22,3 |
12,53 |
5,28 |
1,75 |
0,575 |
0,200 |
0,201 |
|
Стекловидное тело |
21,7 |
13,0 |
7,96 |
3,41 |
1,18 |
0,395 |
0,146 |
0,154 |
|
Жир |
96,0 |
57,1 |
30,9 |
12,42 |
3,79 |
1,450 |
0,680 |
--- |
|
Мышцы |
27,65 |
16,3 |
9,41 |
4,09 |
--- |
0,616 |
--- |
--- |
|
Цельная кровь |
25,15 |
15,35 |
8,89 |
3,87 |
1,36 |
0,449 |
0,214 |
0,167 |
|
Кожа |
28,07 |
17,94 |
10,12 |
4,41 |
1,49 |
0,506 |
0,250 |
--- |
Реферат опубликован: 7/04/2005 (52361 прочтено)