ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №3

УДК: 537.876.4

О РАСПРОСТРАНЕНИИ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В СЛОИСТЫХ БИОТКАНЯХ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ ЧЕЛОВЕКА

А.С. Зиненко, В.Л. Саввин

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
физический факультет
119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д.1, стр.2

Статья поступила в редакцию 27 ноября 2023 г.

Аннотация. Изучены особенности распространения микроволн в модели слоистой биоткани, имитирующей участок грудной клетки человека, в широком диапазоне частот – от 1 до 100 ГГц. Модель содержала четыре слоя (кожа, подкожный жир, мышцы, легкое), и ограничена прямоугольным параллелепипедом. Подбор толщин слоев осуществлялся, исходя из биологической модели тела человека. Для численных расчетов были выбраны следующие характерные частоты: 1, 2, 5, 10, 20, 50 и 100 ГГц. Поперечный размер модели и волнового фронта падающей волны был выбран равным 5λ, что исключило влияние дифракции волны на боковой поверхности модели на ее распространения вдоль оси структуры. Выбор толщины последнего слоя в модели обеспечивал минимизацию эффектов интерференции с волной, проникающей в модель с ее тыльной поверхности. В результате моделирования выявлены особенности распространения микроволн в слоистой биоткани и рассчитана зависимость глубины проникновения микроволнового излучения в биоструктуру от частоты излучения.

Ключевые слова: слоистая биоструктура, электромагнитные волны, терагерцовый диапазон, численное моделирование.

Автор для переписки: Саввин Владимир Леонидович, vladimir.savvin@mail.ru

Литература

1. Ho J. S. et al. Wireless power transfer to deep-tissue microimplants //Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2014. – Т. 111. – №. 22. – С. 7974-7979.

2. Gabriel C. The dielectric Properties of Biological Tissues: III. Measurements in the frequency range 10Hz to 20GHz //Phys. Med. Biol. – 1996. – Т. 41. – С. 2271-2293.

3. Козарь А.В. и др. Формирование интерференционной картины при моделировании воздействия ММ-облучения на многослойную кожную ткань //Миллиметровые волны в биологии и медицине. – 2002. – №. 3. – С. 27.

4. Лагуцкий И.А. и др. Модель поглощения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона биологическими тканями //Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. – 2021. – Т. 19. – №. 1. – С. 52-60.

5. Демьяненко А.В., Невструев Я.В., Семерник О.Е. Распространение электромагнитных волн в трехмерной упрощенной модели грудной клетки человека //Журнал радиоэлектроники. – 2019. – №. 10. – С. 8-8. http://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.10.3

6. Стрелков Н.О., Крамм М.Н., Жихарева Г.В. Неоднородная электродинамическая модель грудной клетки человека в форме эллиптического цилиндра //Журнал радиоэлектроники. – 2011. – №. 7. – С. 6-6.

7. Sun Q. et al. Recent advances in terahertz technology for biomedical applications //Quantitative imaging in medicine and surgery. – 2017. – Т. 7. – №. 3. – С. 345.

Для цитирования:

А.С. Зиненко, В.Л. Саввин. О распространении микроволнового излучения в слоистых биотканях грудной клетки человека. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.3.9