Камлач П.В., к.т.н., доцент, доцент кафедры электронной техники и технологии
Минск
Kamlach P.V., PhD, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Electronic Engineering and Technology
Minsk
Гродо Д.С., инженер-электроник
Минск
Hroda D.S., Electronics Engineer
Minsk
Чураков А.В., к.м.н., доцент кафедры электронной техники и технологии
Минск
Churakov A.V., PhD, Associate Professor of the Department of Electronic Engineering and Technology
Minsk
Камлач В.И., ассистент кафедры инженерной психологии и эргономики
220013, Республика Беларусь г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Kamlach V.I., Assistant of the Department of Engineering Psychology and Ergonomics
220013, Republic of Belarus Minsk, P. Brovka str., 6
Бондарик В.М., к.т.н., доцент, доцент кафедры электронной техники и технологии
Минск
Bondarik V.M., PhD, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Electronic Engineering and Technology
Minsk
Мадвейко С.И., к.т.н., доцент, заведующий кафедрой электронной техники и технологии
Минск
Madveika S.I., PhD, Associate Professor, Head of the Electronic Technology and Engineering Department
Minsk
Клюев А.П., ассистент кафедры инженерной психологии и эргономики
Минск
Klyuev A.P. , Assistant of the Department of Engineering Psychology and Ergonomics
Minsk
Проектированию современных приборов экстракорпоральной магнитотерапии должно предшествовать физико-математическое моделирование всех этапов технологии воздействия магнитных полей на различные типы тканей организма с учетом их диэлектрических свойств. Это нужно для создания электромагнитного поля с необходимыми биотропными параметрами. В данной работе построена математическая модель воздействия электромагнитного поля на биологические ткани, такие как мышцы, кожа и жировая ткань. Математическая модель учитывает различные параметры биологической ткани, такие как удельная электропроводность и относительная диэлектрическая проницаемость. На основе модели рассчитаны параметры отклика в биологических тканях (амплитуда отклика в ткани и максимальное значение тока в ткани) в инновационной платформе Sim4Life 5.2. Для проверки математической модели использовался лабораторный макет для измерений электрических характеристик биологической ткани. В ходе проведения исследований были проведены эксперименты с тремя биологическими образцами: жировая ткань, мышечная ткань и кожа. Построены зависимости амплитуды отклика в биологических образцах от мощности выходного сигнала. Полученные результаты показывают использование предложенного алгоритма работы в комплексе на базе платформы Sim4Life 5.2 и симуляции электромагнитного поля с биологическим объектом, оптимальным для создания и экспертизы технологий и приборов магнитотерапии и индукторов экстракорпорального воздействия магнитного поля. Данная работа позволит ознакомить более широкий круг разного профиля специалистов с возможностями платформы Sim4Life 5.2 не только для моделирования новых приборов медицинского назначения, но и для экспертизы имеющихся и применяющихся в здравоохранении.
The design of modern devices for extracorporeal magnetotherapy should be preceded by physical and mathematical modeling of all stages of the technology of the effect of magnetic fields on various types of body tissues, taking into account their dielectric properties. This is necessary to create an electromagnetic field with the necessary biotropic parameters. In this work, a mathematical model of the effect of electromagnetic field on biological tissues, such as muscles, skin and adipose tissue, is constructed. The mathematical model takes into account various parameters of biological tissue, such as electrical conductivity and relative dielectric constant. Based on the model, the parameters of the response in biological tissues (the amplitude of the response in the tissue and the maximum value of the current in the tissue) were calculated in the innovative Sim4Life 5.2 platform. To test the mathematical model, a laboratory model was used to measure the electrical characteristics of biological tissue. During the research, experiments were carried out with three biological samples: adipose tissue, muscle tissue and skin. The dependences of the response amplitude in biological samples on the output signal power are plotted. The results obtained characterize the use of the proposed operation algorithm in a complex based on the Sim4Life 5.2 platform and simulation of electromagnetic field with a biological object that is optimal for the creation and examination of technologies and devices for magnetotherapy and inductors of extracorporeal effects of magnetic field. This work will make it possible to familiarize a wider range of different experts with the capabilities of the platform not only for modeling new medical devices, but also for the examination of available and those already applied in healthcare.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.