В статье рассмотрено электротермическое дей-ствие электромагнитного поля (ЭМП) очень высокой частоты (ОВЧ) на биоткани (на примере левой челове-ческой голени). ОВЧ-излучение в настоящее время ши-роко используются в различных областях техники (те-левидение, радиовещание, радиосвязь тропосферная и прямой волной, рации), в связи с чем высок фоновый уровень загрязнения окружающей среды данным видом излучения. Особенностью действия ЭМП ОВЧ-диапазона на биоткани является относительно высо-кая глубина его проникновения, степень отражения от границ раздела между тканями, диэлектрическая про-ницаемость и электрическое сопротивление тканей среди всего высокочастотного диапазона. Также разме-ры человека сопоставимы с длиной волны ОВЧ-излучения. Предложена математическая модель и при-ведены результаты расчетов электрической и маг-нитной составляющей ЭМП, поляризации, электриче-ского смещения, плотности тока, выделяющейся теп-лоты от электропрогрева и метаболизма, температу-ры в левой человеческой голени под действием плотно-сти потока мощности излучения 10 мВт/см2 на часто-те 100 МГц. Выполнен анализ полученных результатов с точки зрения воздействия на организм человека. В рамках данной модели биоткань считается однородной изотропной средой, без учета влияния биотоков. На-правлениями дальнейшей работы будут являться учет влияния процессов на клеточном уровне, энтропийные потери при превращении электрической энергии в теп-ло. Результаты исследования имеют перспективы практического использования при эколого-гигиени-ческой оценке действия ЭМП высоких частот на живые организмы, проектировании радиоэлектронного обору-дования, проведении гипертермийной терапии, физио-терапии в медицине и т. д.
биоткань, электромагнитное по-ле, ОВЧ-диапазон, биотеплообмен, индукция, метабо-лизм, поляризация, электрическое смещение
1. Квашнин Г.М., Квашнина О.П., Сорокина Т.П. Модель поглощения СВЧ-энергии в биологических тканях // Вестн. КрасГАУ. - 2009. - № 2. - С. 199-203.
2. Charny C.K., Hagmann M.J., Levin R.L. A whole body thermal model of man during hyperthermia tissues // IEEE Trans. on Biomed. Eng. - 1987. - Vol. BME-34. - P. 375-386.
3. Лосев А.Г., Хоперсков А.В., Астахов А.С., Сулейманова Х.М. Проблемы измерения и моделирования тепловых и радиационных полей в биотканях: анализ данных микроволновой термометрии // Вестн. ВолГУ. Сер. 1 «Математика. Физика». - 2015. - № 6. - С. 31-37.
4. Садовский Д.Н., Калачик О.В., Жук Г.В. и др. Влияние оптимизации температурного фактора на начальную функцию трансплантата почки // Медицинский журнал БГМУ. - 2015. - № 4. - С. 101-104.
5. Четверухин Б.М. Контроль и управление искусственным микроклиматом. - М.: Стройиздат, 1984. - 135 с.
6. Тарабанов М.Г., Коркин В.Д., Сергеев В.Ф. Влажный воздух: справ. пособие. - М.: АВОК, 2004. - 72 с.
7. Чехов В.И. Экологические аспекты передачи электроэнергии. - М.: Изд-во МЭИ, 1991. - 44 с.
8. Медведев В.Т. и др. Инженерная экология: учебник. - М.: Гардарика, 2002. - 690 с.
9. Паршина Н.В. Разработка методов моделирования биологических структур и устройств, влияющих на метаболические процессы при воздействии электромагнитных волн миллиметрового диапазона: дис. … канд. техн. наук. - Таганрог, 2017. - 157 с.
10. Неттер Ф. Атлас анатомии человека. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2017. - 624 с.
11. Рахманкулов Д.Л., Шавшукова С.Ю., Вихарева И.Н. Применение микроволнового излучения в терапии некоторых заболеваний // Башкирский химический журнал. - 2008. - Т. 15, № 2. - С. 94-98.
12. Харвей А.Ф. Техника сверхвысоких частот. Т. 2. - М.: Советское радио, 1965. - 373 с.
13. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz) é ICNIRP GUIDELINES. Preprint scheduled to appear in Health Physics April 1998, Volume 74, Number 4. - P. 494-522.
