Модель воздействия электромагнитного поля на биологические ткани .

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.

магнитотерапия, индуктор, биологический образец, симуляция

1. Улащик В.С., Молчанова А.Ю., Жаворонок И.П., Мелик-Касумов Т.Б., Счастная Н.И., Войченко Н.В., Морозова И.Л., Никифроренков Л.А., Кистень О.В. Электромагнитотерапия: новые данные и технологии. Минск: Беларуская навука; 2018.

2. Cadwell J., Chokroverty S. Principles of magnetoelectric stimulation in clinical neurophysiology. Boston; 1990.

3. Hallet M. Chokroverty S. Magnetic stimulation in clinical neurophysiology. Ed. Elsevier; 2005.

4. Barker A.T. An introduction to the basic principles of magnetic nerve stimulation. J. Clin. Neurophysiol. 1991; Vol. 8.

5. Taflove A. Hagness S.C. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. 3rd ed. Norwood, MA: Artech House; 2005.

6. Камлач П.В. Сидорович А.Ю. Куликов Н.И. Камлач В.И. Бондарик В.М. Чураков А.В. Ланина О.В. Алтавил Н.М. Имитатор электрических характеристик жировой ткани. Доклады БГУИР. 2018;7(117).

7. Камлач П.В., Сидорович А.Ю., Куликов Н.И., Камлач В.И., Ревинская И.И. Имитатор кожи в магнитном поле. Изобретатель. 2020;1(237).

8. Kamlach P., Sidorovich A., Kulikov M., Kamlach V., Davydova N. Simulator of electrical characteristics of muscle tissue. Journal of engineering science. 2020;3(XXVII). DOI: 10.5281

9. Роза М.А., Роза М.О. Лечебная ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция. Иваново: Научное издание; 2012.

10. Gabriel C. Gabriel S. Corthout E. The Dielectric Properties of Biological Tissues. Physics in Medicine and Biology. 1996;Vol. 41(11).