Н.В. Коваленко1, К.В. Совин2, О.А. Рябушкин3

1−3 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Россия)

1,2 МФТИ (НИУ) (г. Долгопрудный, Россия)

Постановка проблемы. Процессы жизнедеятельности биологических тканей тесно связаны с их электрическими свойствами, поэтому создание их физической и математической модели, которая даст возможность связать электрические свойства тканей с их физиологическим состоянием, является актуальной задачей.

Цель. Создать математическую модель, позволяющую обобщить основанный на решении уравнений электродиффузии ионов подход к расчету электрических свойств биологических тканей.

Результат. Представлена математическая модель электрических свойств биологических тканей на основе уравнений электродиффузии ионов. Проведено сопоставление результатов математического моделирования с экспериментальными результатами, представленными в литературе. Рассмотрено применение рассматриваемой модели для описания процесса деградации биологических тканей в процессе нагрева лазерным излучением.

Практическая значимость. Представленная математическая модель электрических свойств биологических тканей может быть использована для описания процессов, происходящих в биологических тканях, на уровне концентрации и проводимостей ионов в их отдельных клетках и клеточных мембранах.  

Коваленко Н.В., Совин К.В., Рябушкин О.А. Математическое моделирование электрической проводимости биологичес- ких тканей на основе уравнений электродиффузии ионов // Нелинейный мир. 2021. Т. 19. № 2. С. 10−13.  DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202102-02

1. Freeborn T.J. A survey of fractional-order circuit models for biology and biomedicine // IEEE J. Emerg. Sel. Top. Circuits Syst. 2013. V. 3. P. 416–424.
2. Рубин А.Б. Биофизика. В 2-х томах. М.: Изд-во Московского университета. 2004.
3. Rigaud B. et al. In vitro tissue characterization and modelling using electrical impedance measurements in the 100 Hz −  10 MHz frequency range // Physiol. Meas. 1995. V. 16. P. A15–28.