Thermische Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf den menschlichen Körper

Examensarbeit aus dem Jahr 1999 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Allgemeines, Note: 1,00, Technische Universität Berlin (Hochfrequenztechnik), Veranstaltung: Ingenieurwissenschaften - Hochfrequenztechnik, Sprache: Deutsch, Abstract: Die thermischen Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf den menschlichen Körper ist das Thema dieser Arbeit. Menschen in den Industriegesellschaften sind ständig von elektromagnetischen Feldern umgeben. Der menschliche Körper absorbiert einen Teil der Feldenergie. Die absorbierte Feldenergie erwärmt das Körpergewebe.

Die stoffwechselbedingten Wärmeleistungen der Gewebearten und die Temperaturregelung im menschlichen Körper wird im ersten Kapitel beschrieben. Die gesamte stoffwechselbedingte Wärmeleistung im ruhenden menschlichen Körper wird berechnet. Sie bildet die Grundlage für die Festlegung von Grenzwerten für die Absorption hochfrequenter elektromagnetischer Feldenergie im menschlichen Körper .

Im zweiten Kapitel werden die beiden wichtigsten Mechanismen erklärt, die für die Absorption von hochfrequenter Feldenergie im menschlichen Gewebe verantwortlich sind: die Orientierungspolarisation und die elektrolytische Leitfähigkeit. Eine komplexe Ausbreitungskonstante für die elektromagnetischen Felder wird aus der Dielektrizitätszahl und der elektrischen Leitfähigkeit der Gewebearten abgeleitet. Die elektrische Leitfähigkeit des Körpergewebes führt dazu, dass der menschliche Körper im hochfrequenten elektromagnetischen Feld einen Teil der Feldenergie absorbiert.
Die Wärmeleistungsdichte, die die absorbierte Feldenergie im Körpergewebe hervorruft, wird im dritten Kapitel bestimmt. Der Einfluss von Reflexionen an Gewebeübergängen auf die Ortsabhängigkeit der Wärmeleistungsdichte wird beispielhaft am Gewebeübergang zwischen Fett- und Muskelgewebe dargestellt. Die Reflexionsfaktoren der Gewebeübergänge zwischen Luft und Haut sowie zwischen wasserarmen und wasserreichen Gewebearten werden berechnet. Die spezifische Absorptionsrate wird eingeführt und ihre Frequenzabhängigkeit wird untersucht. Die Ergebnisse werden am Modell des Menschen als Empfangsantenne erklärt.
Weiterhin wird beschrieben, wie die Temperaturregelung des menschlichen Körpers auf die zusätzliche Wärmeleistung durch Absorption von Feldenergie reagiert. Die Besonderheiten der hochfrequenten Erwärmung werden herausgestellt. Schließlich werden Grenzwerte für die Leistungsflussdichte eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes und für die spezifische Absorptionsrate durch Vergleich mit dem Grundumsatz festgelegt.