Součástí našich aktivit je i preventivní ochrana obsluhy mikrovlnné sušičky proti účinkům vf. elektromagnetického pole. Proto se v této kapitole budeme zabývat otázkou interakce EM pole s biologickou tkání, byť jen velmi zjednodušeným způsobem.
Biologické účinky elektromagnetických vln jsou v mnoha zemích světa včetně ČR předmětem výzkumů již více než 20 let. Zájem o tuto problematiku stoupá v poslední době zejména v souvislosti s rychlým šířením technologií mobilních telefonů a s nimi souvisejícím rozvojem základnových stanic a radioreleóvých spojů. Veřejnost projevuje značné obavy právě z potenciálních škodlivých účinků EM pole.
Jedná se ale o velmi komplikovanou problematiku, a tak do uzavření a vyhodnocení těchto studií zbývá ještě mnoho práce. Realizace a vyhodnocení mnohých experimentů pro studium účinků elektromagnetického pole na člověka je navíc komplikováno tím, že tyto experimenty nemohou být na lidi aplikovány. Proto se experimentuje na zvířatech - ne vždy se však zjištěné účinky dají přímočaře a jednoznačně přenášet do humánní medicíny.
Pro zmírnění všeobecných obav lze uvést, že doposud se neprokázaly konkrétní škodlivé účinky EM pole, naopak mikrovlnná energie je využívána ve světě i u nás pro lékařské účely (tzv. hypertermie pro onkologické účely od r. 1981, diatermie pro physioterapii, atp.). Celosvětově bylo léčeno několik set tisíc pacientů, zde v ČR pak kolem 2000, bez zjevných příznaků jakýchsi škodlivých účinků EM pole. Přesto je samozřejmě naprosto nezbytně nutné, aby budované zařízení splňovalo hygienické předpisy včetně těch, které se týkají expozice obsluhy EM polem.
V této kapitole se zaměříme jen na technické aspekty této problematiky, tj. na:
mechanizmy ovlivňující interakci EM pole s biologickými objekty
veličiny vhodné pro definování hygienické normy
hygienické normy - doporučené limity
Hledání metodiky pro ochranu osob před nežádoucí expozicí EM polem
V.1. Mechanizmy ovlivňující interakci EM pole s biologickými objekty
Dle přehledu literatury existuje již několik tisíc prací publikovaných v této oblasti, mnoho z nich má ale dosti spekulativní charakter a výsledky některých studií jsou protichůdné. To je dáno tím, že realizace experimentů tohoto druhu není snadná, zabránit rušivým vlivům je často obtížné až nemožné. Ve skutečnosti absorpce a tedy i účinky jsou výrazně závislé na vlastnostech biologických tkání, a to zejména na těchto faktorech:
dielektrických vlastnostech tkáně
geometrickém tvaru a rozměrech tkáně
trojrozměrném nehomogenním prostorovém rozložení tkání
orientaci a polarizaci EM pole
kmitočtu EM pole
zdroji vyzařování EM pole
podmínkách ozáření
délce trvání experimentu
ozáření trvalé nebo dle časového schématu
intenzitě elektrického resp. magnetického pole
V odborné literatuře bývá zvykem dělit biologické účinky na tepelné a netepelné podle následujících kritérií:
Netepelné účinky
Netepelné účinky jsou vlastně skutečné účinky elektromagnetického pole - a to i při velmi nízké energetické úrovni, kdy nedojde k absorpci většího výkonu a tudíž ani ke zvýšení teploty sledované biologické tkáně.
|
Studiem vlivu elektromagnetického pole na buňku - "in vitro" se zatím neprokázaly škodlivé účinky na enzymy, DNA, buněčnou membránu, ani na jiné části buněk.
Tepelné účinky
Jsou chápány jako projev nuceně zvýšené teploty při absorpci vyšší úrovně elektromagnetické energie, kdy již dojde k ohřevu biologické tkáně. Takovýchto účinku se využívá u již výše zmíněných variant termoterapie.
Ve realitě musí být tyto tepelné účinky doprovázeny i vlastními účinky elektromagnetického pole. Obecně je pak velmi obtížné oddělení vyhodnotit výsledný efekt tepelných a výsledný efekt netepelných účinků.
V.2. Veličiny vhodné pro definování hygienické normy
Konkrétním výsledkem dosavadního výzkumu jsou hygienické normy, které určují maximální hodnoty intenzity elektrického pole nebo maximální hodnoty dopadajícího (resp. absorbovaného) výkonu, jejichž účinku smí být člověk vystaven, aniž by došlo k jakémukoliv ohrožení jeho zdraví. Tyto normy se zatím v různých zemích poněkud liší, ale v rámci mezinárodních výzkumných programů (např. dříve projekt COST 244, nyní COST 281) se pracuje na jejich sjednocení.
Pro srovnání působení elektromagnetického pole na živé organismy je třeba najít vhodnou veličinu. V současné době se nejvíce používá těchto veličin:
- Hustota dopadajícího výkonu: p [W/m2]
Veličina vhodná pro mikrovlnnou část kmitočtového spektra. Můžeme ji dobře měřit, ale sama o sobě nedefinuje expozici biologické tkáně elektromagnetickým polem dost přesně. Část dopadajícího výkonu se totiž od biologické tkáně odrazí. Takže z dopadajícího výkonu se do tkáně dostane jen jeho část. Tuto veličinu využívá naše hygienická norma, viz další text.
- SAR (Specific Absorption Rate) [W/kg]
Jde o výkon absorbovaný na 1 kg tkáně. Tato veličina velmi přesně definuje míru expozice biologické tkáně elektromagnetickým polem, ale obtížněji se měří. Zavádí a využívá ji norma USA, kterou vydal ANSI (American National Standard Institute).
kde W je elektromagnetická energie absorbovaná v biologické tkání, t značí čas a m hmotu. P je výkon elektromagnetické vlny, která se šíří biologickou tkání,  je hustota tkáně a V značí objem.
Dalším odvozením bychom mohli předchozí výraz upravit také do tvaru, ve kterém bude figurovat prostorové rozložení intenzity elektrického pole E(x,y,z)
kde  je elektrická vodivost uvažované tkáně.
Pokud je možné zanedbat vedení tepla ve studovaném biologickém objektu resp. jeho modelu - fantomu, pak veličinu SAR lze vyjádřit také pomocí časové změny (derivace nebo diference) časově závislého prostorového rozložení teploty T(x,y,z,t) ve studovaném objektu
kde c je měrné teplo biologické tkáně nebo jejího fantomu.
|
