Введение.
Учебное пособие подготовлено на основе конспекта раздела курса «Основы взаимодействия физических полей с биологическими объектами», лекции по которому автор читает студентам 3-го курса факультета «Биомедицинская техника».
В пособии рассматриваются следующие вопросы:
-электрические и магнитные свойства тканей организма;
- методы оценки токов в биологических средах, помещённых во внешнее низкочастотное электромагнитное поле;
- электромагнитные поля высокой частоты;
- частотно-зависимые эффекты взаимодействия внешних электромагнитных полей с системами организма;
- вопросы электрической проводимости движущейся крови.
Частотный диапазон рассматриваемых внешних воздействий находится в диапазоне от 0.1 Гц до 102 ГГц..
Схема основных типов биофизических эффектов при взаимодействии электромагнитных полей (ЭМП) со средами и системами организма представлена на рис.1.1.
Рис. 1.1. Схема основных типов биофизических эффектов взаимодействия ЭМП с живыми системами
По различию реакций живых систем на параметры ЭМП, эффекты взаимодействия принято классифицировать следующим образом:
пассивные эффекты – эффекты при которых не наблюдается выраженных реакций со стороны сенсорегуляторных систем организма
(если таковые и наблюдаются то, они вторичны и связаны с выделением, например, тепла);
активные эффекты – эффекты при которых наблюдаются, как правило, быстрые ответные биологические реакции.
Первые связаны с выделением тепловой мощности в объёме биоткани и зависят как от параметров внешнего поля, так и от геометрии поля и биообъекта, удельного сопротивления r и диэлектрической проницаемости e биотканей.
Вторые определяются непосредственным влиянием параметров внешнего поля на информационные, энергетические и вещественные цепочки сенсорегуляторных реакций. Сегодня наука способна дать физически и биологически корректное описание далеко не для всех подобных эффектов, не смотря на то, что их клиническое применение широко распространено. В литературе активные эффекты называются по-разному, и на схеме приведены наиболее часто встречающиеся термины-синонимы.
На низких частотах длина волны электромагнитного поля существенно больше характерных размеров биообъектов и удаётся разделять влияние электрической и магнитной компонент поля, что не удаётся физически корректно осуществить для средних и высоких частот.
При интерпретации биологических эффектов необходимо также помнить, что если характерное время импульса поля короче чем 0.1-0.5 мс., то не успевают открыться мембранные ионные каналы (К-Na каналы биологической мембраны клетки) и, следовательно, не возникает потенциал действия в нервных волокнах.
следующая: электрические и магнитные свойства тканей и сред организма >>
