
- •Оглавление
- •Введение.
- •1. Электрические и магнитные свойства тканей и сред организма.
- •1.1 Электропроводность биологических тканей.
- •1.2. Диэлектрические свойства биологических тканей.
- •1.3. Магнитные свойства биологических тканей.
- •1.4. Дисперсия импеданса биологических тканей.
- •1.5. Электрическая проводимость крови.
- •1.5.1. Основные факторы, влияющие на проводимость покоящейся крови. Температура.
- •Форма и размеры эритроцитов.
- •1.5.2. Электропроводность движущейся крови.
- •Основные результаты исследований.
- •Таким образом, если рассматривать пульсирующий кровеносный сосуд, то изменение его продольного электрического сопротивления происходит по следующим причинам:
- •2. Низкочастотные электромагнитные поля. Распределение токов в биологических объектах.
- •2.1.Тело человека во внешнем низкочастотном электромагнитном поле.
- •2.1.1. Переменное магнитное поле.
- •2.1.2.Импульсные магнитные поля.
- •2.1.3. Постоянное магнитное поле.
- •2.1.4. Переменное электрическое поле.
- •2.1.5. Постоянное электрическое поле.
- •2.2. Распределение токов в неоднородных биотканях.
- •3. Электромагнитные поля высокой частоты.
- •3.1. Физические механизмы действия вч полей.
- •3.2 Вч гипертермия.
- •3.2.2 Проблемы практических расчётов.
- •3.2.3. Основные расчетные соотношения.
- •Граничные условия в общепринятых обозначениях:
- •3 .3. Методы вч терапии.
- •Методы вч терапии (таблица 1)
- •4. Низкочастотные электромагнитные поля.
- •4.1. Электротравма.
- •4.2. Адекватные электромагнитные воздействия.
- •4.3. Физиологически активные инфранизкочастотные поля.
- •Заключение.
- •Приложения.
2.1.1. Переменное магнитное поле.
Пусть имеется сегмент тела или весь организм, помещенный в однородное по пространству и переменное по времени магнитное поле, вектор которого параллелен оси сегмента. Примем форму сегмента близкой цилиндрической (рис.2.1). В этом случае сегмент находится в поле с плотностью потока энергии, которая определяется вектором Пойнтинга.
Рис.2.1.
S =[E H], где H – напряженность магнитного поля, Е – напряженность индуцированного электрического поля. Величина последней находится с помощью теоремы о циркуляции, что для нашего случая даёт следующие соотношения:
|
(2.4) |
S – здесь уже площадь контура
Электрическое поле создает в сегменте круговой ток с плотностью, которая определяется дифференциальным законом Ома:
j = E =– gmm0wrH0 coswt/2 |
(2.5) |
где - проводимость среды.
Этот ток, в свою
очередь, создает своё магнитное поле
.
Напряженность
определяется как поле многослойного
соленоида с внутренним радиусом, равным
нулю, и внешним радиусом
.
Напряженность поля в точке А создаваемое
элементарным соленоидом с внутренним
радиусом r и внешним r+dr определяется
формулой (рис. 2.1):
|
(2.6) |
где I1=jhdr – ток элементарного соленоида.
Суммируя магнитные поля от отдельных соленоидальных слоев при изменении радиуса от 0 до и учитывая (2.6), получим
|
|
|||
|
|
|||
|
|
|||
|
(2.7) |
где
-
функция, зависящая от геометрических
параметров. После чего нетрудно найти
плотность потока мощности, которая
оказывается пропорциональной
и нелинейно распределяется по объёму
сегмента.
2.1.2.Импульсные магнитные поля.
Если за время
напряженность магнитного поля меняется
на
,
то напряжённость вихревого электрического
поля можно оценить как:
|
(2.8) |
Аналогично предыдущим расчетам находится напряженность магнитного поля в теле и плотность потока энергии.
|
(2.9) |
|
|
2.1.3. Постоянное магнитное поле.
Если тело находится в постоянном во времени магнитном поле с напряженностью , которое неоднородно по пространству, то лишь при движении тела с некоторой скоростью V в нём возникает ЭДС индукции
Еинд (рис. 2.2).
Рис. 2.2.
где l -размер
тела; - угол
между векторами
и
V.
Если магнитное
поле однородно при постоянной скорости
,
имеем Еинд= const.
Т.е. возникающее первоначально разделение
зарядов в теле меняться не будет,
следовательно, ток не течёт. При изменении
скорости движения, либо при наличии
пространственной неоднородности поля
будет меняться Еинд, а
значит, изменяется поверхностная
плотность компенсационного разряда
.
В результате в теле течет ток с плотностью
j.
Изменение поверхностной плотности заряда определяется как:
|
(2.10)
|
где
–
диэлектрическая проницаемость окружающей
среды;
dE– изменение напряженности индуцируемого электрического поля. Поскольку
,
то
,
где
,
,
,
В результате получаем
|
(2.11) |
Ток j создает магнитное поле напряженность которого определяется формулой:
|
(2.12) |
Напряженность эквивалентного электрического поля (создающего такую же плотность тока) в теле находится на основе Закона Ома:
|
(2.13) |
Плотность потока мощности, поглощаемого телом, составит в этом случае
|
(2.14) |