Investigación

Transferencia energética en un modelo multicapa de tejido humano sometido a irradiación electromagnética de alta frecuencia

Á.J. García–Colladoª, G. J. Molina–Cuberos^b y M. J. Núñez^b

ª Dpto. de C. Politecnicas, Universidad Católica San Antonio, Guadalupe–Murcia, España, e–mail: ajgarcia@pdi.ucam.edu

^b Dpto. de Física, Facultad de Químicas, Universidad de Murcia, Murcia, España, e–mail: gregomc@um.es, maripepa@um.es

Recibido el 31 de enero de 2008
Aceptado el 6 de febrero de 2009

Resumen

La forma en la que la energía es absorbida cuando la superficie de la piel es expuesta a una radiación electromagnética, y las consecuencias físicas implicadas, son esencialmente los propósitos de este trabajo. En particular, se estudia la radiación electromagnética de alta frecuencia. Cuando esta radiación incide directamente sobre la superficie de la piel, la energía es transmitida hacia el interior de los tejidos, incrementando su temperatura. Este proceso ha sido empleado de forma beneficiosa en muchos casos. Aún hoy día, existe un desconocimiento teórico sobre estos efectos. Este estudio pretende tratar el tema desde su origen, y deja vías de trabajo futuras para abordar a fondo el mismo. La piel es considerada como un sistema de múltiples capas con distintas características cada una de ellas, cada capa es caracterizada por parámetros de permitividad, conductividad, densidad y calor específico. Dos tipos de piel son analizados: un tipo fibroso y un tipo adiposo, cada uno de ellos con diferentes grados de hidratación. En este estudio se muestra la evolución temporal no lineal de la temperatura de los tejidos y es tenida en cuenta la redistribución del calor ejercida por el propio cuerpo humano.

Descriptores: Radiofrecuencia; absorción; diatermia; tejidos; modelo de transferencia de calor.

Abstract

The way the energy is absorbed when skin surface is being exposed to an electromagnetic radiation, and the physical consequences involved, are essentially the purposes of this study. In particular, we are dealing with High Frequency radiation. When it is directed toward the surface of the skin, energy is transmitted to its inner layers causing an increase of the temperature. This process has experimentally been proved to be beneficial in many cases. Yet theoretically there is still a slightly hollow basis about it. This study pretends to deal with that subject from its origin, and allows future study doors to tap in depth this theme. Skin tissue is actually a multilayer tissue with a different tissue in each layer. Each one of them is characterized by some parameters, such as permittivity, conductivity, density and specific heat. Two kinds of skin tissues will be analysed: a fibrous and a fatty one, each of both with a different skin humidity. In this study some parameters such as the non–linear temporal evolution of tissue temperature and the redistribution of heat them will be take into account.

Keywords: Radio frequency; absorption; diathermy; tissues; bio–heat equation.

PACS: 44.05.+e; 44.35.+c; 44.40.+a

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Agradecimientos

Los autores de este trabajo quieren mostrar su agradecimiento al Programa Ramon y Cajal del MEC y a la empresa Tahe por su apoyo en la realizacion del mismo.

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