XIX Sympozjum Srodowiskowe PTZE - materialy.pdf
XIX Sympozjum Srodowiskowe PTZE - materialy.pdf XIX Sympozjum Srodowiskowe PTZE - materialy.pdf
The usual stimulation is done by magnetic field which varies periodically with frequency 10-100 Hz in various forms. The material parameters were taken from Gabriels’ data [4] which are as follows: Tab. 1 Parameters of biological materials Material Conductivity [S/m] Density [g/cm 3 ] Body fluid 1.50000e+000 1.01 Fat 2.00131e-002 0.916 Lymph 5.21683e-001 1.04 Nerve (spine) 2.76552e-002 1.038 Muscle 2.41783e-001 1.047 Blood vessel 2.64757e-001 1.04 Bone (cortical) 2.00557e-002 1.99 Skin 2.00000e-004 1.125 Bone (cancellous) 8.08320e-002 1.92 132 Fig. 3. The distribution of eddy currents in the bones and tissues surrounding knee joint Calculations have been made by the use of frequency scaled FDTD algorithm [5]. The results of calculation are shown in Fig.3. As it can be seen from this exemplary calculation the biggest value of eddy current density is just in the vicinity of the joint, so it can help in some process of therapy. Translating the value of H = 1 A/m to the real value of magnetic flux density typical for stimulators – 10 mT, we obtain the maximum eddy current density as 10 - 20 µA/m 2 . It should be noticed that this value does not overcome the value of limited current density 1 mA/m 2 , which is the base for almost all standardization systems. Sometimes the magnetic field used in magnetotherapy is much higher and it reaches 100 mT. Further calculations will help in predicting the necessary current shape and the excitement coil. Bibliography [1] www.ortopedics.about.com [2] C.A.L. Basset, S.N. Mitchell, S.R. Gaston, Pulsing electromagnetic field treatment in ununited fractures and failed arthrosis, Journal of the American Medical Association, 1982, No. 247, 623-628. [3] 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. 41 (1996), 2271-2293. [4] R. Cadossi, G.C. Traina, Orthopaedic Clinical Application of Biophysical Stimulation in Europe, in Bioelectromagnetic Medicine (eds. P.J. Rosch, M.S. Markov), Taylor and Francis, 2004, 391-409. [5] A. Miaskowski, A. Krawczyk, Finite Difference Time Domain Method for High Resolution Modeling of Low Frequency Electric Induction in Humans, Electrical Review 11/2007, pp. 225-227. Publikacja opracowana na podstawie wyników zadania realizowanego w ramach programu wieloletniego pn. „Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy”, etap I dofinansowywanego w zakresie służb państwowych przez Ministerstwo Pracy i Polityki Społecznej w latach 2008-2010. Główny wykonawca i koordynator: Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy.
XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 NUMERYCZNE MODELE GRUCZOŁU PIERSIOWEGO Joanna Michałowska-Samonek 1 , Andrzej Wac-Włodarczyk 1 , Arkadiusz Miaskowski 2 1 Politechnika Lubelska, Wydział Elektryczny, Lublin 2 Uniwersytet Przyrodniczy, Katedra Matematyki, Lublin W Polsce nowotwory złośliwe są pierwszą przyczyną zgonu kobiet w wieku poniżej 65 lat. Wśród tych nowotworów pierwsze miejsce zajmuje rak piersi. Rys. 1. Zachorowania na nowotwory złośliwe wśród kobiet w Polsce. Przedstawiona praca ma na celu ułatwienie w badaniach nad nowotworem raka piersi. Do podstawowych zalet tomografii mikrofalowej w stosunku do mammografii należą [5]: – brak narażenia pacjentki na działanie promieniowania jonizującego – brak ucisku piersi – szacuje się, że metoda umożliwi wykrycie guzków o średnicy mniejszej niż 5 mm, – oczekuje się że będzie tańsza niż badanie MRI – tą metodą będą mogły być badane kobiety poniżej 40 roku życia. Wykorzystanie pola elektromagnetycznego wysokiej częstotliwości w celach diagnostycznych jest znane od dawna. Prace badawcze prowadzone są w tym celu na całym świecie. Na podstawie badań przeprowadzanych przez University of Wisconsin, USA budowę anatomiczną piersi można przedstawić za pomocą modeli. Modele podzielone są na cztery główne klasy: 133
- Page 82 and 83: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 pl
- Page 84 and 85: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Fi
- Page 86 and 87: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Bi
- Page 88 and 89: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Th
- Page 90 and 91: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 sp
- Page 92 and 93: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 hu
- Page 94 and 95: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Fi
- Page 96 and 97: Conclusions XIX Sympozjum PTZE, Wor
- Page 98 and 99: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Th
- Page 100 and 101: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 an
- Page 102 and 103: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 [3
- Page 104 and 105: H_zob 2. TFM geometry optimization
- Page 107 and 108: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 RE
- Page 109 and 110: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 BR
- Page 111 and 112: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 DI
- Page 113 and 114: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 NO
- Page 115 and 116: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 DY
- Page 117 and 118: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 IN
- Page 119: References XIX Sympozjum PTZE, Worl
- Page 122 and 123: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 ty
- Page 125 and 126: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 WY
- Page 127: 1000 100 10 H-Field 3D [nT] E-Field
- Page 130 and 131: Rys. 1. Rozpatrywany model (rysunek
- Page 134 and 135: Literatura XIX Sympozjum PTZE, Worl
- Page 136 and 137: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 80
- Page 138 and 139: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Th
- Page 140 and 141: a) b) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 5 1
- Page 142 and 143: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Th
- Page 144 and 145: u1 i1 N1 u2 i2 N2 um i m Nm XIX Sym
- Page 147 and 148: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 A
- Page 149 and 150: Introduction XIX Sympozjum PTZE, Wo
- Page 151 and 152: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 IM
- Page 153 and 154: Introduction XIX Sympozjum PTZE, Wo
- Page 155 and 156: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 PE
- Page 157 and 158: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 WP
- Page 159: Tmax(K) 24 20 16 12 8 4 0 0.0004 0.
- Page 162 and 163: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Ws
- Page 164 and 165: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 ce
- Page 166 and 167: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 Za
- Page 168 and 169: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009
- Page 170 and 171: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 ch
- Page 173 and 174: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 KO
- Page 175: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 PO
- Page 178 and 179: XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009 an
The usual stimulation is done by magnetic field which varies periodically with frequency<br />
10-100 Hz in various forms. The material parameters were taken from Gabriels’ data [4]<br />
which are as follows:<br />
Tab. 1 Parameters of biological materials<br />
Material<br />
Conductivity<br />
[S/m]<br />
Density<br />
[g/cm 3 ]<br />
Body fluid 1.50000e+000 1.01<br />
Fat 2.00131e-002 0.916<br />
Lymph 5.21683e-001 1.04<br />
Nerve (spine) 2.76552e-002 1.038<br />
Muscle 2.41783e-001 1.047<br />
Blood vessel 2.64757e-001 1.04<br />
Bone (cortical) 2.00557e-002 1.99<br />
Skin 2.00000e-004 1.125<br />
Bone (cancellous) 8.08320e-002 1.92<br />
132<br />
Fig. 3. The distribution of eddy currents in the<br />
bones and tissues surrounding knee joint<br />
Calculations have been made by the use of frequency scaled FDTD algorithm [5]. The results<br />
of calculation are shown in Fig.3.<br />
As it can be seen from this exemplary calculation the biggest value of eddy current density is<br />
just in the vicinity of the joint, so it can help in some process of therapy. Translating the<br />
value of H = 1 A/m to the real value of magnetic flux density typical for stimulators – 10 mT,<br />
we obtain the maximum eddy current density as 10 - 20 µA/m 2 . It should be noticed that this<br />
value does not overcome the value of limited current density 1 mA/m 2 , which is the base for<br />
almost all standardization systems. Sometimes the magnetic field used in magnetotherapy is<br />
much higher and it reaches 100 mT. Further calculations will help in predicting the necessary<br />
current shape and the excitement coil.<br />
Bibliography<br />
[1] www.ortopedics.about.com<br />
[2] C.A.L. Basset, S.N. Mitchell, S.R. Gaston, Pulsing electromagnetic field treatment in ununited<br />
fractures and failed arthrosis, Journal of the American Medical Association, 1982, No. 247,<br />
623-628.<br />
[3] S. Gabriel, R.W. Lau and C. Gabriel, The dielectric properties of biological tissues: III.<br />
Parametric models for the dielectric spectrum of tissues, Phys. Med. Biol. 41 (1996), 2271-2293.<br />
[4] R. Cadossi, G.C. Traina, Orthopaedic Clinical Application of Biophysical Stimulation in<br />
Europe, in Bioelectromagnetic Medicine (eds. P.J. Rosch, M.S. Markov), Taylor and Francis,<br />
2004, 391-409.<br />
[5] A. Miaskowski, A. Krawczyk, Finite Difference Time Domain Method for High Resolution<br />
Modeling of Low Frequency Electric Induction in Humans, Electrical Review 11/2007,<br />
pp. 225-227.<br />
Publikacja opracowana na podstawie wyników zadania realizowanego w ramach programu wieloletniego pn.<br />
„Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy”, etap I dofinansowywanego w zakresie służb państwowych przez<br />
Ministerstwo Pracy i Polityki Społecznej w latach 2008-2010.<br />
Główny wykonawca i koordynator: Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy.