Радіочастотні резонанси у голові людини

1
Західночеський університет в Пльзені; Національний університет «Львівська політехніка»

Для сертифікації побутових радіопристроїв на відповідність гранично допустимим нормам випро­міню­вання використовують розрахунок поля у фантомі голови людини для визначення питомого коефіцієнту поглинання електромагнітної енергії. Ми припустили, що особливості побудови тканин голови можуть підтримувати специфічні резонанси і, таким чином, впливати на розподіл поля та, відпо­відно, на питомий коефіцієнт поглинання електро­магнітної енергії. Для вивчення резонансних явищ у голові людини ми сформулювали задачу розрахунку власних частот для структурно-реалістичного двови­мір­­ного фантому та розв'язали її методом скінченних елементів. Аналіз виявив 124 власні частоти з високою добротністю у діапазоні частот 0,2–2 ГГц.

  1. R. Baan, Y. Grosse, B. Lauby-Secretan, F. El Ghis­sassi, V. Bouvard, L. Benbrahim-Tallaa, et al., "Car­cino­genicity of radiofrequency electromagnetic fields," The Lancet Oncology, vol. 12, pp. 624–626, 2011.
  2. D. Poljak, Human exposure to electromagnetic fields. UK: WIT Press, 2004.
  3. M. H. Repacholi, A. Lerchl, M. Röösli, Z. Sienkiewicz, A. Auvinen, J. Breckenkamp, et al., "Systematic review of wireless phone use and brain cancer and other head tumors," Bioelectromagnetics, pp. 187–206, 2011.
  4. The International Comission on Non-Ionizing Radiation Protection, "General approach to protection against non-ionizing radiation," Health Physics, vol. 82, pp. 540–548, 2002.
  5. World Health Organization. (2013). Electromagnetic Field Research Database. Available: http://www.who.int/peh-emf/research/database/en/
  6. IEEE, "IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 kHz to 300 GHz,"  vol. C95.1-2005, ed. New York, NY: IEEE, 2005.
  7. The International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, "Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz)," Health Physics, vol. 74, pp. 494–522, 1998.
  8. IEEE, "IEEE Recommended Practice for Determining the Peak Spatial-Average Specific Absorption Rate (SAR) in the Human Head from Wireless Communications Devices: Measurement Techniques," in IEEE Std 1528-2013 (Revision of IEEE Std 1528-2003) vol. IEEE Std 1528-2013 (Revision of IEEE Std 1528-2003), ed, 2013, p. 246.
  9. IEC, "Human exposure to RF fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices—Human models, instrumentation, and procedures—Part 1: Procedure to determine the SAR for hand-held devices used in close proximity to the ear (frequency range of 300 MHz to 3 GHz),"  vol. IEC 62209-1 ed 1.0, ed, 2005.
  10. D. Kajfez and P. Guillon, Dielectric resonators. Dedham, MA: Artech House, 1986.
  11. D. M. Pozar, Microwave engineering, 4th ed. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2012.
  12. S. Gabriel, R. W. Lau, and C. Gabriel, "The dielectric properties of biological tissues: II. Measurements in the frequency range 10 Hz to 20 GHz," Phys Med Biol, vol. 41, pp. 2251–2269, Nov 1996.
  13. S. Gabriel, R. W. Lau, and C. Gabriel, "The dielectric properties of biological tissues: III. Parametric models for the dielectric spectrum of tissues," Phys Med Biol, vol. 41, pp. 2271–2293, Nov 1996.
  14. P. Solin, K. Segeth, and I. Dolezel, Higher-Order Finite Element Methods. London, UK: Chapman and Hall/CRC, 2003.
  15. B. Aubert-Broche, A. C. Evans, and L. Collins, "A new improved version of the realistic digital brain phantom," NeuroImage, vol. 32, pp. 138–145, 8/1/ 2006.
  16. J.-M. Jin, The finite element method in electromagnetics, 2nd ed. New York, USA: John Wiley & Sons, 2002.
  17. C. Gabriel, "Compilation of the Dielectric Properties of Body Tissues at RF and Microwave Frequencies," King's College London, Physics Department AUOE-TR-1996-0037, June 1996.
  18. R. L. Burden and J. D. Faires, Numerical analysis, 9th ed. Boston, MA, USA: Brooks/Cole, Cengage Learning, 2011.