Радиотехника
RUEN
Радиотехника
RUEN
+7 (495) 625‑92‑41 info@radiotec.ru

Название статьи или книги, фамилия автора, DOI

Вопросы дозиметрии при исследовании биологического действия электромагнитного излучения крайне высоких частот

А.Б. Гапеев1, Н.К. Чемерис2

научная статья Страницы: 13-36

  1. 1 доктор физ.-мат. наук, профессор, лаборатория регуляции в биомедицинских системах, Институт биофизики клетки РАН (г. Пущино)
  2. 2 доктор биол. наук, профессор, Институт биофизики клетки РАН
Ключевые слова: электромагнитное излучение крайне высоких частотдозиметриятестирование излучающих системплотность потока энергииудельная поглощенная мощность

Аннотация

Рассмотрены некоторые вопросы дозиметрии, решение которых необходимо при исследовании механизмов биологического действия электромагнитного излучения крайне высоких частот. На основе результатов собственных исследований и литературных данных продемонстрирована методология дозиметрии при выборе излучающей системы, обеспечении согласования излучателя с питающим трактом и облучаемым биологическим объектом, измерении диаграммы направленности антенны и определении плотности потока энергии, измерении распределения удельной поглощенной мощности в облучаемом объекте, определении степени неоднородности удельной поглощенной мощности, зависимости от частоты излучения и геометрии облучаемого объекта. Приведены примеры экспериментальных, теоретических и численных методов определения поглощения энергии электромагнитного излучения при облучении биологических систем in vitro и in vivo.

Для цитирования

Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Вопросы дозиметрии при исследовании биологического действия электромагнитного излучения крайне высоких частот // Биомедицинская радиоэлектроника. 2010. № 1. С. 13–36.

Список источников
  1. European Prestandard ENV 50166:1995. Human exposure to electromagnetic fields: two parts: ENV 50166-1: Low frequencies (0 to 10 kHz); ENV 50166-2: High frequencies (10 kHz to 300 GHz). CENELEC.Brussel. 1995.
  2. IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 kHz to 300 GHz, IEEE Std C95.1-2005. TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers. NewYork. 2006.
  3. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03. М.: Минздрав России. 2003.
  4. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03. М.: МинздравРоссии. 2003.
  5. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection: Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields // Health Physics. 1998. V. 74(4). P. 494-522.
  6. D'Andrea J.A., Ziriax J.M., Adair E.R. Radio frequency electromagnetic fields: mild hyperthermia and safety standards // Prog. Brain. Res. 2007. V. 162. P. 107 - 135.
  7. Roy C.R. Rapporteur Report: ICNIRP international workshop on EMF dosimetry and biophysical aspects relevant to setting exposure guidelines // Health Phys. 2007. V. 92(6). P. 658-667.
  8. Grandolfo M. Worldwide standards on exposure to electromagnetic fields: an overview // Environmentalist. 2009. V. 29. P. 100-117.
  9. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Некоторые вопросы дозиметрии в исследовании биологических эффектов электромагнитного излучения крайне высоких частот. / Материалы 19-й Междунар. Крымской конф. «СВЧ-тех­ника и телекоммуникационные технологии», г. Севастополь, Крым, Украина. Севастополь: Вебер. 2009. С. 877-879.
  10. Бецкий О.В., Девятков Н.Д., Лебедева Н.Н. Лечение электромагнитными полями. Часть 1. Источники и свойства электромагнитных волн // Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. № 7. С. 3-9.
  11. Беляков Е.В.Высокодобротный резонанс в волноводе с сильно поглощающим диэлектриком // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1987. Вып. 7(401). С. 51-53.
  12. Харланов А.В. Влияние электромагнитных волн на протекание жидкости через капилляр. / Материалы 19-й Междунар. Крымской конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», г. Севастополь, Крым, Украина. Севастополь: Вебер. 2009. С. 897-898.
  13. Бецкий О.В., Петров И.Ю., Тяжелов В.В. и др. Распределение электромагнитных полей миллиметрового диапазона в модельных и биологических тканях при облучении в ближней зоне излучателей // ДАН СССР. 1989. Т. 309. № 1. С. 230-233.
  14. KhizhnyakE.P., Ziskin M.C. Heating pattern sinbiological tissue phantoms caused by millimeter wave electromagnetic irradiation // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1994. V. 41(9). P. 865-873.
  15. Полников И.Г., Путвинский А.В. Акустическое детектирование поглощения электромагнитного излучения миллиметрового диапазона в биологических объектах // Биофизика. 1988. Т. 32. Вып. 5. С. 893-895.
  16. Баланцев В.Н., Лебедев А.М., Пермяков В.А. и др. Численное исследование распределения удельной поглощаемой мощности на двумерных моделях рупорных антенн с биологическими объектами. / Сб. докл. Междунар. симп. «Миллиметровые волны нетепловой интенсивности в медицине». М.: ИРЭ АН СССР. 1991. Ч. 3. С. 660 - 664.
  17. Корбанский И.Н.Антенны. М.: Энергия. 1973. 336 с.
  18. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть II. Проблемы и методы дозиметрии ЭМИ КВЧ // Вестник новых медицинских технологий. 1999. Т. VI. № 2. С. 39-45.
  19. Кузнецов А.Н. Биофизика электромагнитных воздействий (основы дозиметрии). М.: Энергоатомиздат. 1994. 256 с.
  20. Iskander M.F., Barber P.W., Durney C.H., Massoudi H. Irradiation of prolate spheroidal models of human in the near field of a short electric dipole // IEEE Trans. Microwave Theory Techn. 1980. V. 28(7). P. 801 - 807.
  21. Lachtakia A., Iskander M.F., Durney C.H., Massoudi H. Near-field absorption in prolate spheroidal models of humans exposed to a small loop antenna of arbitrary orientation // IEEE Trans. Microwave Theory Techn. 1981. V. 29(6). P. 588-594.
  22. Айзенберг Г.З. Антенны ультракоротких волн. М.: Связьиздат. 1957. 699 с.
  23. Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излу­чений. М.: Энергоатомиздат. 1987. 144 с.
  24. Belyaev I.Ya., Shcheglov V.S., Alipov Ye.D., Polunin V.A. Resonance effect of millimeter waves in the power range of 10-19-3´10-3 W/cm2on E.coli cells at different concentrations // Bioelectromagnetics. 1996. V. 17. P. 312 - 321.
  25. Буткус Г.Т. Измерение электрического поля КВЧ-диа­пазона // Радиотехника и электроника. 1990. Т. 35.
    № 10. С. 2128-2133.
  26. Ряковская М.Л., Штемлер В.М., Кузнецов А.Н. Деп. рукопись «Поглощение энергии электромагнитных волн миллиметрового диапазона в биологических препаратах плоскослоевой структуры», деп. в ВИНИТИ за №801 от 15.11.1983. 42 c.
  27. Кинг Р., Смит Г.Антенны в материальных средах. М.: Мир. 1984.  С. 261-277.
  28. Burkhardt M., Poković K., Gnos M. et al.Numerical and experimental dosimetry of Petri dish exposure setups // Bioelectromagnetics. 1996. V.17(6). P. 483-493.
  29. Schönborn F., Poković K., Burkhardt M., Kuster N. Basis for optimization of in vitro exposure apparatus for health hazard evaluations of mobile communications // Bioelectromagnetics. 2001. V. 22(8). P. 547 - 559.
  30. Chou C.K., Guy A.W., Johnson P.B. SAR in rats exposed in 2450 MHz circularly polarized waveguides. - Bioelectromagnetics. 1984. V. 5(4). P. 389-398.
  31. Allis J.W., Blackman C.F., Fromme M.L., Benane S.G. Measuring of microwave radiation absorbed by biological systems. I. Analysis of heating and cooling data // Radio Science. 1977. V.12.N.6(S). P. 1 - 8.
  32. Dunscombe P.B., Constable R.T., McLellan J. Minimizing the self-heating artifacts due to the microwave irradiation of thermocouples // Int. J. Hyperthermia. 1988. V. 4(4). P. 437-445.
  33. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Distortion of millimeter-wave absorption in biological media due to presence of thermocouples and other objects // IEEE Trans. Biomed. Eng. 2001. V. 48. P. 1013 - 1019.
  34. Guy A.W. Analysis of electromagnetic fields induced in biological tissue by thermographic studies on equivalent phantom models // IEEE Trans. MicrowaveTheoryTechn. 1971. V. 19(2). P. 205-214.
  35. Иваницкий Г.Р., Деев А.А., Хижняк Е.П., Хижняк Л.Н. Современное матричное тепловидение в биомедицине. Альманах клинической медицины. М.: МОНИКИ. 2008. Т. XVII. Ч. II. С. 58-62.
  36. Гапеев А.Б., Сафронова В.Г., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Модификация активности перитонеальных нейтрофилов мыши при воздействии миллиметровых волн в ближней и дальней зонах излучателя // Биофизика. 1996. Т. 41. Вып. 1. С. 205 - 219.
  37. Гапеев А.Б., Соколов П.А., Чемерис Н.К.Исследование поглощения энергии электромагнитного излучения крайне высоких частот в коже крысы с использованием различных дозиметрических методов и подходов // Биофизика. 2002. Т. 47. Вып. 4. С. 759-768.
  38. AlekseevS.I., ZiskinM.C. Local heating of human skin by millimeterwaves: akineticsstudy // Bioelectromagnetics. 2003. V. 24. P. 571-581.
  39. Alekseev S.I., Radzievsky A.A., Szabo I., Ziskin M.C.Local heating of human skin by millimeter waves: effect of blood flow // Bioelectromagnetics. 2005. V. 26. P. 489-501.
  40. Foster K.R., Kritikos H.N., Schwan H.P. Effect of surface cooling and blood flow on the microwave heating of tissue // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1978. V. 25. P. 313-316.
  41. Walters T.J., Ryan K.L., Nelson D.A. et al. Effects of blood flow on skin heating induced by millimeter wave irradiation in humans // Health Physics. 2004. V. 86. P. 115-120.
  42. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Influence of blood flow and millimeter wave exposure on skin temperature in different thermal models // Bioelectromagnetics. 2009. V. 30(1). P. 52-58.
  43. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Reflection and absorption of millimeter waves by thin absorbing layers // Bioelectromagnetics. 2001. V. 21. P. 264-271.
  44. Кисляков А.Г. Глубина проникновения миллиметровых радиоволн в кожу человека // Радиотехника и электроника. 1994.Т.39. № 11. С. 1852-1858.
  45. Orcutt N., Gandhi O.P. A 3-d impedance method to calculate power deposition in biological bodies subjected to time varying magnetic fields // IEEE Trans. BiomedicalEngineering. 1988. V. 35(8). P. 577-583.
  46. Виноградов С.В., Пирогов Ю.А. Расчет распределения напряженности электрического поля в многослойных системах резонансного типа // Вестник Московского университета, Сер. 3 Физ.Астрономия. 1983. Т. 24(4). С. 50-52.
  47. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука. 1970. 855 c.
  48. Козарь А.В., Колесников В.С., Пирогов Ю.А.Распределение напряженности электрического поля в многослойных системах резонансного типа // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 1978.Т. 19(1). С. 78-86.
  49. Alekseev S.I., Ziskin M.C. Millimeter wave power density in aqueous biological samples // Bioelectromagnetics. 2001. V. 22. P. 288-291.
  50. Виноградов С.В., Екжанов А.Е., Пирогов Ю.А. Рекуррентный метод исследования нестационарных режимов многослойных интерференционных систем // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 1984.Т. 25(3). С. 62-64.
  51. Alekseev S.I., Ziskin M.C.Human skin permittivity determined by millimeter wave reflection measurements // Bioelectromagnetics. 2007. V. 28(5). P. 331-339.
  52. Alekseev S.I., Radzievsky A.A., Logani M.K., Ziskin M.C.Millimeter wave dosimetry of human skin // Bioelectromagnetics. 2008. V. 29(1). P. 65-70.
  53. Alekseev S.I., Szabo I., Ziskin M.C. Millimeter wave reflectivity used for measurement of skin hydration with different moisturizers // Skin Research and Technology. 2008. V. 14. P. 390-396.
  54. Alekseev S.I., Gordiienko O.V., Ziskin M.C. Reflection and penetration depth of millimeter waves in murine skin // Bioelectromagnetics. 2008.V. 29(5).P. 340-344.
+7 (495) 621‑48‑37 +7 (495) 625‑92‑41 info@radiotec.ru
Доставка и оплата Для авторов Об издательстве Прайс-лист Политика обработки персональных данных
© 1937–2026 ООО Издательство «Радиотехника»