Elektromagnetyzm w środowisku człowieka szansa czy

Elektromagnetyzm w środowisku człowieka szansa czy

Elektromagnetyzm
w środowisku człowieka
szansa czy zagrożenie
Warszawa-Kraków 2009
1
Organizatorzy:
Polskie Towarzystwo Zastosowań Elektromagnetyzmu
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Polsko-Japońska Wyższa Szkoła Technik Komputerowych
Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny
Komitet Naukowy:
T. Zyss
przewodniczący
L. Byczkowska-Lipińska
A. Cieśla
K. Ciosk
A. Dackiewicz
Z. Grabarczyk
K. Kluszczyński
R. Kotowski
A. Krawczyk
R. Kubacki
A. Pławiak-Mowna
J.P. Nowacki
Cz. Rymarz
A. Wac-Włodarczyk
2
WPROWADZENIE
Polskie Towarzystwo Zastosowań Elektromagnetyzmu organizuje, wspólnie z Centralnym Instytutem Ochrony Pracy – Państwowym Instytutem Badawczym, Polsko-Japońską
Wyższą Szkołą Technik Komputerowych, oraz Politechniką Częstochowską kolejne spotkanie
robocze, poświęcone prezentacji wyników badań nad związkiem między elektromagnetyzmem
a środowiskiem człowieka. Tematyka spotkania jest szeroka: badanie i wspomaganie informatyczno-technologiczne technik elektromagnetycznych w terapii i diagnostyce medycznej,
badanie problemów kompatybilności elektromagnetycznej oraz problemów metrologicznych
w elektromagnetyzmie, a także badania podstawowe w fizyce materiałowej. Warsztaty naukowe, podczas których dyskutowano związki pola elektromagnetycznego i środowiska człowieka, odbywały się w latach 1995 – 2007. Dały one asumpt do powstania rzeczywistego, choć
nieformalnego, środowiska naukowego z obszarów elektrotechniki i elektroniki, medycyny,
biologii, fizyki, a nawet nauk społecznych. Spotkania stanowią inspirację do generacji wspólnych projektów badawczych, a rozszerzone i poddane recenzji wydawniczej referaty są publikowane w corocznych monografiach. Są one ważnym elementem rynku wydawniczego w dziedzinie bioelektromagnetyzmu. Wydane do tej pory osiem monografii cieszą się dużym uznaniem na rynku czytelniczym i można wyrazić nadzieję, że kolejna, dziewiąta już, również
spotka się z zainteresowaniem.
Coraz częściej po laboratoriach światowych i polskich krąży myśl, wynikła z wieloletnich badań różnego rodzaju, że pole elektromagnetycznie nie generuje ekstraordynaryjnych
zagrożeń dla człowieka, a wręcz odwrotnie: może polepszać jakość życia człowieka. Służyć
temu mogą zarówno wielorakie aplikacje medyczne elektromagnetyzmu, ale też podwyższanie
jakości technologii elektromagnetycznych. Taką właśnie wizję elektromagnetyzmu przedstawiają referaty przygotowane do wygłoszenia i przedyskutowania podczas workshopu. Prezentowany zbiór skrótów jest wprowadzeniem do dyskusji a jej efekty będą udostępnione, jak już
wspomniano, w postaci monografii.
Otwarta formuła warsztatów zachęca do szczegółowej dyskusji, a także do przedstawiania wyników badań w toku, nawet jeśli nie są one jeszcze w pełni zakończone a wnioski
nie do końca sformułowane. Daje to możliwość krytycznego spojrzenia na własne prace oraz
dobrego ich ukierunkowaniu. Ma to szczególne znaczenie w przypadku przygotowywania prac
doktorskich.
3
PROGRAM KONFERENCJI
Elektromagnetyzm w środowisku człowieka –
szansa czy zagrożenie
7-9 grudnia 2009, Kraków – Zalesie
7 grudnia 2009 (poniedziałek)
16:00 – 19:00
rejestracja uczestników
19:00
Kolacja
8 grudnia 2009 (wtorek)
08:00
Śniadanie
9:00 – 09:30
OTWARCIE KONFERENCJI
9:30 – 11:00
Aleksander Sieroń
Pole elektromagnetyczne w leczeniu ran
Tomasz Zyss
Elektrowstrząsy oraz inne nowe techniki stymulacji elektrycznej i magnetycznej w
terapii depresji - porównanie oraz problemy metodologiczne
Eugeniusz Kurgan, Piotr Gas
Analiza rozkładu pola temperatury w tkance nowotworowej
w RF hipertermii
11:00 – 11:30
Przerwa na kawę
11:30 – 13:00
Agnieszka Duraj, Andrzej Krawczyk
Projekt hurtowni danych dla systemu zdalnego monitoringu stymulacji serca
Romuald Rydz
Ochrona transmisji danych w telemedycynie
S.F. Filipowicz, T. Rymarczyk, K. Polakowski
Niestandardowe pomiary EKG
Tomasz Długosz, Hubert Trzaska
„Antena” radiotelefonu
13:00 – 15:00
Obiad
4
15:00– 17:00
Kawa dostępna
podczas obrad
Bartosz Sawicki, Jakub Kurlenda
Metody wielosiatkowe jako narzędzie modelowania zagadnień
bioelektromagnetycznych
Arkadiusz Miaskowski, Andrzej Krawczyk
Wspomagana komputerowo terapia elektromagnetyczna
Tomasz Rymarczyk, Franciszek Filipowicz, Jan Sikora
Metoda zbiorów poziomicowych w tomografii i segmentacji obrazu
Andrzej Kaczor, Andrzej Wac-Włodarczyk
Projekt badań przewodzonych zaburzeń elektromagnetycznych reaktora
plazmowego
Anna Pławiak-Mowna, Andrzej Krawczyk
Elektromagnetyzm w środowisku pacjentów-nosicieli implantów
kardiologicznych – szansa czy zagrożenie?
19:00
Uroczysta kolacja
9 grudnia 2009 (środa)
08:30
Śniadanie
09:30 – 12:00
Paweł A. Mazurek, Grzegorz Komarzyniec, Henryka D. Stryczewska,
Andrzej Wac-Włodarczyk
Zagrożenia elektromagnetyczne reaktora plazmowego typu GlidArc
Kawa dostępna podczas
obrad
Mariusz Najgebauer, Jan Szczygłowski
Proszkowe materiały magnetyczne – właściwości i zastosowania
Ryszard Jedlński, Henryk Małecki
Energia cząsteczki i jej stany kwantowe
Eugeniusz Kurgan, Agnieszka Wantuch
Wpływ obiektów metalowych na efektywność ochrony katodowej
zbiorników podziemnych przed korozją
12:00 – 12:30
DYSKUSJA I PODSUMOWANIE OBRAD
12:30 –
Obiad
5
„Antena” radiotelefonu
Tomasz DŁUGOSZ, Hubert TRZASKA
Politechnika Wrocławska,
Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki
Pracownia Ochrony Środowiska Elektromagnetycznego
Wstęp
Rozwojowi telekomunikacji ruchomej towarzyszy szerokie zainteresowanie efektami
biologicznymi powodowanymi absorpcją energii elektromagnetycznej zwłaszcza w głowie
operatora terminala przenośnego. Niestety, zupełnie zapomina się tu o podstawowych zagadnieniach antenowych, to znaczy o wymogach efektywnego promieniowania. Antena musi być
zasilana względem „czegoś”; to „coś” (przeciwwagę) w tym przypadku stanowi ciało operatora. Związany z tym jest przepływ prądu o określonej wartości, a więc i straty energii wynikające ze skończonej przewodności tego ośrodka. Drugi aspekt zagadnienia to normy ochronne,
które w różnych wersjach przewidują różne wartości dopuszczalne natężenia prądu płynącego
przez ciało człowieka. Prezentowane analizy pokazują jakich natężeń prądu można się tu spodziewać.
Prąd „przeciwwagi”
Wielkości natężenia prądu ust lub ręki operatora zostały wstępnie przeanalizowane [1]
i wykazano, że przy mocy, doprowadzanej do anteny terminala, na poziomie 5 W można
oczekiwać prądu przeciwwagi około 0,3 A przy częstotliwościach do około 300 MHz.
Wstępne analizy zostały poszerzone. Zbudowano model ręki i przeprowadzono pomiary wielkości prądu ręki w funkcji jej długości, przy kilku częstotliwościach. Prowadzone prace w
pełni potwierdziły istotność dyskutowanej problematyki i potrzebę jej szerszego zbadania zarówno w aspekcie technicznym, jak i biomedycznym oraz prawnym.
Badany model
Rys. 1. Model ręki
Do celów eksperymentu został zbudowany model ręki,
pokazany na rys. 1. Szklany zbiornik o wymiarach poprzecznych
6x11 cm i długości 120 cm wyposażono w metalowe dno, do
którego przez termoparę jest dołączany badany terminal. Długość „ręki” reguluje się poprzez zmianę wysokości słupa cieczy.
Pomiary prowadzono na częstotliwościach 27 MHz,
145 MHz i 430 MHz przy mocach nominalnych urządzeń 5 W,
przy kilku typach anten oraz przy różnych położeniach badanego
urządzenia względem modelu. W celu uproszczenia eksperymentu oraz biorąc pod uwagę występujące tu błędy pomiarowe,
zbiornik wypełniano wodą kranową o przewodności 60 mS/m.
6
1,20E-01
6,00E-03
1,00E-01
5,00E-03
8,00E-02
4,00E-03
6,00E-02
I [A]
4,00E-02
3,00E-03
2,00E-03
2,00E-02
1,00E-03
f = 27 MHz
f = 145 MHz
1,9
1,7
1,5
1,3
1,1
0,9
0,7
0,1
l [m]
0,5
0,00E+00
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,03
0,00
0,00E+00
0,3
I [A]
Dla układu przedstawionego na rys. 1 przeprowadzono pomiary, a wyniki zaprezentowano na rys. 2.
Przedstawione wyniki pomiarów potwierdzają intuicyjny wniosek dotyczący zależności zmierzonej wartości prądu od częstotliwości oraz od długości ręki. Wniosek ten jest
słuszny niezależnie od mającego tu miejsce błędu wynikającego z niemożności precyzyjnego
określenia mocy doprowadzanej do anteny, co zależy od jej impedancji wejściowej, będącej
także funkcją parametrów przeciwwagi.
l [m]
f = 430 MHz
f = 27 MHz
Rys. 2. Wyniki pomiarów prądów ręki
f = 145 MHz
f = 430 MHz
Rys. 3. Obliczone wartości prądów ręki
Analizy numeryczne
Przeprowadzono szereg obliczeń numerycznych wybranych kombinacji terminali, anten, położenia i częstotliwości. Jako przykład pokazano rezultaty oszacowań przeprowadzonych dla modelu identycznego jak w prezentowanym wyżej eksperymencie. Rezultaty obliczeń pokazano na rys. 3.
Porównanie wyników pomiarów (rys. 2) i obliczeń (rys. 3) pokazuje, że są dość rozbieżne, co wynika z przybliżeń zarówno w eksperymencie jak i w teorii, jednak charakter
zmian jest podobny, a wielkości prądów na tyle znaczne, że zasługują na uwagę.
W Tabeli 1 zestawiono wyniki porównania wyników pomiaru i symulacji komputerowej (wykorzystano program FEKO [2] oparty na metodzie momentów [3]) przypadku dwu
typów anten współpracujących z radiotelefonem na częstotliwość 150 MHz.
Tabela 1. Porównanie prądów ręki
f = 150 MHz
l = 1,1 m
69 mA
59 mA
Pomiar
Symulacja komputerowa
f = 150 MHz
l = 0,55 m
65 mA
60 mA
Zakończenie
Celem prezentacji jest zwrócenie uwagi grona osób zainteresowanych w ochronie pracy i środowiska na zapomniany problem roli przeciwwagi, pełnionej przez operatora terminala przenośnego. Mimo licznych przybliżeń autorzy uważają, że przedstawiony problem jest
istotny i zasługuje na szersze zainteresowanie.
7
Podziękowanie
Prowadzone analizy są częścią prac realizowanych w ramach grantu MNiSzW
Nr 1765/B/T02/2009/37, natomiast udział w sympozjum umożliwił grant MNiSzW Nr 332/
N-COST/2008/0, za udzielone wsparcie autorzy składają serdeczne podziękowanie.
Literatura
[1] H. Trzaska, „Pomiary pól elektromagnetycznych do celów ochrony pracy i ochrony środowiska”,
Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej 1996.
[2] FEKO, http://www.feko.info.
[3] Harrington R. F., „Field Computations by Moment Methods”, NY, MacMillan, 1968.
8
Projekt hurtowni danych dla
systemu zdalnego monitoringu stymulacji serca
Agnieszka DURAJ1, Andrzej KRAWCZYK2
1
2
Politechnika Łódzka, Instytut Informatyki
Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny
Analiza sygnału elektrokardiograficznego rejestrowanego metodą Holtera w przypadku
pacjentów z wszczepionym układem stymulującym pracę serca ma bardzo duże znaczenie
diagnostyczne, zarówno pod względem oceny stanu zdrowia pacjenta, jak również pracy samego stymulatora. Badanie holterowskie umożliwia w szczególności: wykrycie zaburzeń sterowania i stymulacji, „proarytmiczny” wpływ stymulacji, kontrolę prawidłowego funkcjonowania czynności czujników (tzw. biosensorów), optymalny dobór wszystkich parametrów
(stymulacji i sterowania) dla danego pacjenta, statystyczną analizę zachowania się stymulatora w trakcie codziennej aktywności pacjenta. Do poprawnej oceny czynności pracy stymulatora potrzebne jest zarówno:
– ustalenie wszystkich klinicznych wartości EKG
– dane osobowe pacjenta
– rozpoznanie kliniczne
– wskazania do wszczepienia układu stymulującego:
1. wskazania kliniczne i elektrokardiograficzne
2. stopień zależności chorego od stymulatora
– zebranie danych dotyczących samego układu stymulującego
dane stymulatora:
3. typ rozrusznika, tryb stymulacji
4. biegunowość układu
5. parametry stymulatora
6. cykle czasowe pracy stymulatora: cykl podstawowy, histereza, opóźnienie
przedsionkowo-komorowe, okresy refrakcji, górne częstotliwości stymulacji,
sposób reakcji na częstoskurcz, okresy refrakcji, zakresy częstotliwości stymulacji.
Pierwszym etapem oceny holterowskiej EKG chorego ze stymulatorem serca jest wczytanie zarejestrowanego zapisu do jednostki centralnej i dokonanie (w większości systemów)
analizy automatycznej przy dobrze zdefiniowanych czasowych wartościach granicznych.
Przewidziano, iż projektowany automatyczny system zdalnego monitoringu kardiologicznego
powinien umożliwiać realizacje badania inicjowaną przez:
a) serwer centralny (centralnym diagnostyczne) – badanie wykonywane w interwałach
czasu uzależnione od otrzymanych wcześniej wyników i zapisów (badanie planowe)
b) rejestrator zdalny na podstawie przekroczonych zakresów parametrów diagnostycznych (badanie interwencyjne)
c) pacjenta w sytuacjach złego samopoczucia (badanie na żądanie) (pętle rejestrujące
sygnał mogą odtworzyć fragment zapisu przed jakiś określonych zdarzeniem).
W pracy podejmujemy próbę stworzenia hurtowni danych, która ma na celu efektywnie
zarządzać przechowywanymi danymi. Jako scentralizowana baza danych zawiera wszystkie
niezbędne informacje (parametry diagnostyczne pacjenta i stymulatora) w jednym miejscu,
scalając dane z wielu źródeł. Stworzony w ten sposób wielowymiarowy modele danych
umożliwia:
9
− wykonywanie analiz wielowymiarowych wg złożonych kryteriów wyszukiwania,
− interaktywnego raportowania bez znajomości języków programowania,
− uzyskiwania odpowiedzi na skomplikowane i często niestandardowe (ang. ad hoc)
zapytania w trybie bieżącym.
W procesie pozyskiwania wiedzy dla systemów wspomagających decyzje istotny jest
łatwy i szybki dostęp do danych, który uzyskujemy właśnie poprzez stworzoną hurtownie danych i wykorzystywanie struktur OLAP-owych. Tak zaprojektowana i stworzona hurtownia
danych może być w przyszłości wykorzystywana poprzez systemy wspomagające proces podejmowania decyzji, systemy uczące generujące wiedzę.
Proponujemy także wykorzystanie, pomiędzy Holterem a aplikacją, protokołu komunikacyjnego DICOM Waveform Standard (DICOM 3.0 Supplement 30). Umożliwia on synchronizację badań z różnymi sygnałami elektrodiagnostycznymi, takimi jak EKG lub EEG.
Urządzenia umożliwiające zapis oraz przegląd sygnałów jednowymiarowych wykorzystujące
ten standard powstają od 2006 r. (DICOM waveform objects).
10
Niestandardowe pomiary EKG
Stefan F. FILIPOWICZ1,2, Tomasz RYMARCZYK2, Krzysztof POLAKOWSKI3
1
Warsaw University of Technology, Institute of the Theory of Electrical Engineering, Measurement and
Information Systems
2
Electrotechnical Institute, ul. Pożaryskiego 28, 04-703 Warszawa
3
Warsaw University of Technology, Institute of Electrical Machines
STRESZCZENIE: W pracy została przedstawiona koncepcja pomiarów EKG w sposób
bezkontaktowy, często bez wiedzy badanego. Podano układy pomiarowe, konstrukcje elektrod.
Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych oraz inne możliwości pomiarowe.
Wstęp
W pracy przedstawiono koncepcję pomiaru EKG w sposób bezkontaktowy. Jednym
z głównych celów zastosowania jest możliwość monitorowania biopotencjałów w tzw. inteligentnych domach, samochodach czy innych obiektach wyposażonych w najnowocześniejsze
systemy elektroniczne, które mogą pomóc zwiększyć bezpieczeństwo. Tak zbierane sygnały
mogą być przesyłane przychodni lub szpitala, gdzie personel medyczny może śledzić i reagować na niepokojące symptomy w zachowaniu lub stanie fizjologicznym obserwowanego
pacjenta.
Układy pomiarowe bezkontaktowe
Sygnały z elektrod aktywnych, czyli różnica potencjałów wykrywanych na skórze jest
wykrywana poprzez ubranie za pomocą elektrod aktywnych. Następnie sygnały te kierowane
są do wzmacniacza, gdzie jest filtrowany i wzmacniany. Tak przetworzony sygnał jest następnie kierowany do przetwornika A/D, jak to przedstawiono na rys. 1.
Rys. 1. Schemat blokowy układu pomiarowego za pomocą elektrod aktywnych
Impedancja pomiędzy skórą a elektrodami jest bardzo wysoka ze względu na powstały
izolacyjny efekt ubraniowy. Konieczne staje się użycie wzmacniacza o wysokiej impedancji
wejściowej, aby wzmacniać sygnał EKG przechodzący przez ubranie. Rys. 2 Przedstawia
11
schemat działania wzmacniacza zawierający w swoim obwodzie źródło sygnału VS oraz wnoszone pojemności.
Rys. 2. Schemat zastępczy wzmacniacza z elektrodami o styku pośrednim (CS) i źródle sygnału VS
Rys. 3. Idea rozmieszczenia „elektrod aktywnych” na fotelu do bezkontaktowego pomiaru EKG
Wyniki badań
Rys. 4. Przykłady sygnału EKG uzyskanego za pomocą elektrod aktywnych dla różnych rodzajów ubrania:
a) obiekt ubrany w bawełniany podkoszulek; b) obiekt w ubraniu wełnianym; c) obiekt z ubraniem z akrylu
Literatura
[1] Alice Sleepware –Software Manual – Respironics Inc.,2004 Respironics
[2] Cichocki A.: „Non – contacting Biological signal Measurement”.
12
[3] Dunajski Z.: „Problemy biocybernetyki i inżynierii biomedycznej”. Biomagnetyzm, WKŁ, Warszawa 1990.
[4] http://promedica.com.pl, 20.06.2008.
[5] Matacz M.: „Niekonwencjonalne modele przestrzenne – budowa i badania eksperymentalne przy
użyciu specjalistycznej aparatury pomiarowej EEG”. Praca dyplomowa, PW 2008.
[5] Pawlicki G.: „Podstawy inżynierii medycznej”. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 1997.
[6] Tadeusiewicz R.: „Podstawy Elektroniki Medycznej”. Skrypty uczelniane AGH, Kraków 1978.
[7] Yong Gyu Lim, Ko Keun Kim, Kwang Suk Park: “ECG Measurement on a Chair without
Conductive Contact”. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 53, no. 5, may 2006.
13
Energia cząsteczki i jej stany kwantowe
Ryszard JEDLIŃSKI1, Henryk MAŁECKI2
1
2
Polkomtel S.A.
Wyższa Szkoła Informatyki w Łodzi
W pracy przedstawiono poziomy energetyczne atomu i molekuły. Pokazano, że
zarówno poziomy elektronowe oscylacyjne i rotacyjne są skwantowane. Energia pobrana z
zewnątrz przez molekułę i zużyta na wzbudzenie tej molekuły, może spowodować
jednoczesną zmianę różnych postaci jej energii. I tak, wzbudzeniom elektronów odpowiada
emisja promieniowania leżącego przeważnie w zakresie widzialnym lub w nadfiolecie, a więc
o długościach fali rzędu 0,1-1 µm. Wzbudzeniom oscylacyjnym odpowiada emisja
promieniowania w zakresie podczerwieni o długościach fali rzędu 10-100µm, a wzbudzeniom
rotacyjnym emisja fali o długości rzędu 1000-100000 µm ( 1-100 mm).
Energia cząsteczki związana jest z czterema jej ruchami i jest sumą
1) energii kinetycznej je ruchu postępowego (translacji) Etr ,
2) energii powłok elektronowych Eel ,
3) energii oscylacji atomów wokół ich położeń równowagi Eosc ,
4) energii rotacji cząsteczki wokół osi przechodzących przez środek masy molekuły
Erot .
Można zatem zapisać, że energia całkowita E jest równa:
E = Etr + Eel + Eosc + Erot
Z wymieniowych rodzajów energii tylko energia translacyjna może przyjmować
dowolne wartości, czyli jest wartością ciągłą. Pozostałe rodzaje energii przybierają ściśle
określone wartości, czyli są skwantowane.
W cząsteczce mamy zatem do czynienia z elektronowymi – Eel , oscylacyjnymi – Eosc
i rotacyjnymi – Erot skwantowanymi stanami energetycznymi. Energie te różnią się bardzo
wyraźnie swą wielkością. Energia rotacyjna jest z grubsza o rząd wielkości mniejsza od
energii oscylacyjnej, ta zaś znów o rząd wielkości mniejsza od elektronowej. Pojęcie
cząsteczki odgrywa najważniejszą rolę, gdy chodzi o gazowy stan substancji; gazy składają
się na ogół z cząsteczek o dwu lub więcej atomach (do wyjątków zaliczamy gazy szlachetne i
pary różnych metali, których drobiny są jednoatomowe).
Najprostszą budowę posiadają widma pasmowe cząsteczek dwuatomowych. Cząsteczka
taka składa się z dwu dodatnio naładowanych jąder atomowych, dookoła których roztacza się
chmura elektronowa, przy czym elektrony zewnętrznych powłok atomów wchodzących w
skład cząsteczki, czyli tzw. elektrony walencyjne, tworzą chmurę wspólną obu atomom,
powodując w ten sposób ich związanie w cząsteczkę. Obraz ten prowadzi do przypisywania
cząsteczce kształtu spłaszczonej elipsoidy obrotowej.
14
Projekt badań przewodzonych zaburzeń elektromagnetycznych
reaktora plazmowego
Andrzej KACZOR1, Andrzej WAC-WŁODARCZYK2
1
2
Urząd Komunikacji Elektronicznej Delegatura w Lublinie
Politechnika Lubelska, Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii
Reaktory plazmowe zasilane są ze specjalistycznych układów zasilania. Ich zadaniem
jest dostarczenie energii elektrycznej do elektrod roboczych oraz elektrody zapłonowej
reaktora plazmowego. Wartość doprowadzonego napięcia do elektrod musi zapewnić zapłon
wyładowania oraz podtrzymanie tego wyładowania, a jednocześnie ograniczyć prąd elektrod
głównych [1]. Od wartości tych parametrów układu zasilania będzie zależała m.in. moc
reaktora plazmowego.
Reaktory plazmowe są odbiornikami o nieliniowych charakterystykach prądowo
napięciowych oraz szybkozmiennych prądach wyładowania. Przedstawione wyniki badań [2]
jednego z układów zasilania reaktora plazmowego zastosowanego w laboratorium Instytutu
Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Lubelskiej wykazują jak duże jest
odkształcenie napięcia po stronie wtórnej układu zasilania na zaciskach elektrod roboczych.
Równie dużym odkształceniem charakteryzuje się napięcie zasilania elektrody zapłonowej.
W trójelektrodowym plazmotronie typu GlidArc występuje również asymetria obciążenia
zasilania spowodowana asymetrią wyładowania w układzie trójelektrodowym [3].
Uwarunkowania takie stanowią doskonałe źródło emisji zaburzeń elektromagnetycznych.
Wartości tych zaburzeń będą zależały od wielu parametrów, a w szczególności od
rodzaju zastosowanego układu zasilania reaktora plazmowego, wartości prądów i napięć po
jego stronie wtórnej oraz szybkości ich zmian, rodzaju zastosowanego gazu oraz innych
parametrów konstrukcyjnych reaktora. Poziomy zaburzeń elektromagnetycznych
emitowanych przez reaktor plazmowy do jego środowiska pracy powinny być ograniczane do
wartości akceptowalnej przez inne urządzenia znajdujące się w środowisku pracy reaktora [4].
Wymóg ten zapisany jest jako jedno z wymagań zasadniczych dyrektywy w zakresie
kompatybilności elektromagnetycznej nr 2004/108/WE [5]. Zaburzenia emitowane do
środowiska elektromagnetycznego pracy reaktora plazmowego można podzielić na
przewodzone występujące na jego zaciskach zasilania oraz promieniowane.
W celu zmierzenia poziomów emisji przewodzonych zaproponowano układ
przedstawiony na rysunku 1.
L1 L2 L3 Autotransformator Siec sztuczna Zasilacz reaktora plazmowego Reaktor plazmowy N Odbiornik pomiarowy
Układ doprowadzenia gazu Rys. 1. Układ pomiaru przewodzonych zaburzeń elektromagnetycznych reaktora plazmowego
15
Przedstawiony układ pomiarowy wprowadza do standardowego układu zasilania
reaktora plazmowego sieć sztuczną z połączonym odbiornikiem pomiarowym. Parametry
sieci sztucznej są znormalizowane, jednakże ze względu na znaczą moc reaktora plazmowego
musi być ona przystosowana do zasilenia prądem co najmniej 25A/fazę. W przypadku
potrzeby pomiaru napięcia zaburzeń przy wyższych wartościach prądów zasilania można
zastosować skalibrowane cęgi pomiarowe wraz z filtrami separującymi przewodzone
zaburzenia elektromagnetyczne od strony zasilania.
W warunkach rzeczywistej eksploatacji reaktor plazmowy w zastosowaniach
przemysłowych wraz z układem zasilania jest montowany na stałe w miejscu jego docelowej
pracy. Z tego też względu rozpatrywany układ nie musi być badany w warunkach
laboratoryjnych (jak aparatura) lecz w miejscu jego zainstalowania i w konfiguracji w jakiej
pracuje. Można zatem przyjąć, że reaktor plazmowy jest instalacją stacjonarną.
Dopuszczalne poziomy emisji przewodzonych zaburzeń elektromagnetycznych będą
uzależnione od środowiska zainstalowania reaktora plazmowego i zastosowanych norm
zharmonizowanych (np: środowiskowych).
W celu dogłębnej analizy rozpatrywanej emisji należy dokonać pomiarów ze szczególnym
uwzględnieniem zmian:
• układów zasilania reaktora plazmowego;
• prądów i napięć zasilania reaktora plazmowego;
• rodzaju doprowadzonych gazów roboczych.
Istotne znaczenie dla pomiarów ma również konstrukcja elektrod reaktora oraz prędkość
przepływającego przez niego gazu. Parametry te znacząco wpływają na czas trwania jednego
cyklu pracy reaktora [3].
Podsumowanie
Wyniki przeprowadzonych badań umożliwią poznanie mechanizmów powstawania
przewodzonych zaburzeń elektromagnetycznych w reaktorach plazmowych. Pozwoli to na
zaprojektowanie odpowiednich układów filtracji tych zaburzeń jak i uwzględnienie
mechanizmów ich powstawania w projektowaniu układów zasilania reaktorów plazmowych.
Literatura
[1] Stryczewska H.D.: „Technologiczne zastosowania nietermicznej plazmy”. VI seminarium
naukowe wybrane zagadnienia elektrotechniki i elektroniki WZEE’2006, Lublin – Kazimierz
Dolny, Polska, 2006, s. 17-26;
[2] Komarzyniec G., Diatczyk J., Stryczewska H.D.: „Badania eksperymentalne zasilacza reaktora
plazmowego z rdzeniem pięciokolumnowym.” Conference ELMECO-6 elektromagnetic devices
and processes in environment protection, Nałęczów, Polska, 2008, s. 89-90;
[3] Wac-Włodarczyk A., Komarzyniec G., Mazurek P.A.: „Analiza możliwości zastosowań reaktora
plazmowego typu GlidArc w ochronie środowiska.” Edukacja Ekologiczna, Podstawy działań
naprawczych w środowisku, Monografia, Nałęczów, Polska, 2004, s. 143-150;
[4] Kaczor A., Wac-Włodarczyk A.: „Ocena zgodności wyrobów z wymaganiami zasadniczymi
w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej.” Zastosowania elektromagnetyzmu
w nowoczesnych technikach i informatyce, Worliny k/Ostródy, Polska, 2009, s. 67-70;
[5] Dyrektywa 2004/108/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 grudnia 2004 r. w sprawie
zbliżenia ustawodawstw Państw Członkowskich odnoszących się do kompatybilności
elektromagnetycznej oraz uchylającej dyrektywę 89/336/EWG (Dz. Urz. UE L 390
z 31.12.2004);
16
Analiza rozkładu pola temperatury w tkance nowotworowej
w RF hipertermii
Eugeniusz KURGAN, Piotr GAS
Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki
Czas przeżywalności pacjentów z różnymi rodzajami guzów nowotworowych nie jest
duży między innymi dlatego, że występują częste nawroty. Hipertermia w zakresie fal o
częstotliwościach radiowych poniżej 100MHz noże być pomocna, jako uzupełnienie
tradycyjnej radio- i chemioterapii. Dotyczy to głównie tkanek nowotworowych położonych
dostatecznie blisko powierzchni ciała, ponieważ przenikanie pola w głębsze warstwy ciała
jest utrudnione z powodu indukowania się prądów wirowych oraz strat dielektrycznych.
Przeprowadzone badania kliniczne wskazują, że hipertermia może być efektywnym
narzędziem zapobiegającym rozrastaniu się guza.
Stosowanie hipertermii polega an ogrzewaniu tkanki nowotworowej do temperatury
większej niż 42oC nie powodując przy tym przekroczenia normalnej fizjologicznej
temperatury tkanek sąsiednich, która jest niższa niż 42oC. Zakres temperatury, jaką mamy tu
do dyspozycji jest zwykle bardzo mały. Jeśli temperatura guza jest niższa niż 42oC, działanie
terapeutyczne praktycznie nie występuje, jeśli natomiast temperatura jest większa od 44oC,
wtedy tak tkanka zdrowa, jak i chora są uszkadzane. Zwykle średnica naczyń krwionośnych w
tkance nowotworowej jest większa niż w otaczających tkankach i dlatego temperatura guza
jest podczas hipertermii też większa od temperatury otoczenia. Jest to spowodowany przede
wszystkim większą przewodnością krwi, niż komórek nowotworowych.
W analizie rozkładu temperatury mamy do czynienia z polem sprzężonym
elektromagnetycznym i temperatury. Pola te są opisane następującymi równaniami:
∇ × H = J s + J c + jω D (1)
gdzie Js jest niezależnym prądem wymuszającym a Jc prądem przewodzenia. Po
wprowadzeniu potencjału magnetycznego B = ∇ × A oraz przy założeniu, że Jc = σ E, D = ε
E oraz ∇×E = −jωB, otrzymujemy:
⎛ 1
⎞
∇ × A ⎟ = Js
⎝ µ0
⎠
( −ωε + jσ ) ω A + ∇ × ⎜
(2)
Pole magnetyczne jest sprzężone z polem temperatury poprzez równanie Pennesa:
∇ ( −k ∇T ) = ρb Cbωb (Tb − T ) + Qext + Qmet (3)
gdzie Qext = σ E2 jest wydzielającym się w wyniku indukcji w ciele, Qmet jest ciepłem
metabolizmu ciała ludzkiego, ωb jest współczynnikiem przepływu krwi, Cb ciepłem
właściwym krwi, k jest współczynnikiem przewodności cieplej tkanki.
17
Azm
1.
max
o:
n:
m:
l:
k:
j:
i:
h:
g:
f:
e:
d:
c:
b:
a:
min
ciało człowieka
0.8
i
0.6
j
przewody z prądem
x
f
g
h
j i
0.4
2.91
2.80
2.60
2.40
2.20
2.00
1.80
1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0.00
Scale = E-8
d
k
guz
e
b
0.2
c
0.
0.
0.2
0.4
0.6
0.8
1.
Rys. 1. Linie ekwipotencjalne modułu potencjału magnetycznego (po lewej) oraz natężenie pola elektrycznego
wzdłuż przekroju poprzecznego ciała człowieka (po prawej)
Literatura
[1] Dai W., Nassar R., Zhang L.: “A numerical method for obtaining an optimal temperature
distribution in a 3d triple layered cylindrical skin structure embedded with a blood vessel”.
Numer. Heat Transfer, Part A, vol. 49, 2006, pp. 437–465
[2] De Leeuw A.A.C., Kikuchi M., Kroeze H., Lagendijk J.J.W., Van de Kamer J.B.: “Treatment
planning for capacitive regional hyperthermia”. Int J Hyperthermia, 19, 2003, pp. 58–73.
18
Wpływ obiektów metalowych na efektywność ochrony katodowej
zbiorników podziemnych przed korozją
Eugeniusz KURGAN, Agnieszka WANTUCH
Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki
Ze względu na ogromne rozpowszechnienie konstrukcji stalowych dużym problemem
jest powstawanie korozji, której zniszczenia szacowane są w miliardach dolarów rocznie.
Korozją elektrochemiczną nazywamy oddziaływanie spowodowane działaniem substancji
chemicznych, gdy reakcjom chemicznym towarzyszy przepływ prądu, np. reakcja metalu z
elektrolitem. Najczęściej występuje w przypadku, gdy metal (żelazo, cynk) jest narażony na
kontakt z elektrolitami (wody rzeczne oraz z jezior zawierają dostateczną ilość związków
nieorganicznych, a wody morskie zawierają do 3% rozpuszczonych soli, są więc dobrymi
elektrolitami) w obecności pierwiastków o większym potencjale standardowym. W takiej
sytuacji powstaje ogniwo galwaniczne, w którym pierwiastek o większym potencjale
standardowym jest katodą, a metal o mniejszym potencjale anodą. Rolę katody pełnią
najczęściej domieszki innych metali, jak również ziarenka grafitu.
W ochronie katodowej przed korozją istotne jest nie tylko to, aby każdy punkt
powierzchni metalu był chroniony, ale również, aby nie wystąpiła nadmierna ochrona.
Zjawisko to powstaje wtedy, gdy wartość prądu ochronnego jest zbyt duża. Następuje wtedy
bardo intensywne wydzielanie się wodoru, co niszy strukturę metalu. Dlatego prawidłowo
zaprojektowana ochrona katodowa powinna gwarantować nie tylko właściwy poziom
nadpotencjału na powierzchni zbiornika, ale również nie dopuścić do przekroczenia zadanych
maksymalnych wartości. Celem tej publikacji jest zbadanie wpływu obiektów metalowych
położonych obok chronionych zbiorników na stopień nadmiernej ochrony. W analizowanym
problemie mamy ochronę protektorową, w której anoda wykonana jest z magnezu o napięci
równowagowym E0a = 2.23V. Napięcie równowagowe katody, czyli zbiornika wynosi E0c =
0.44V. Potencjał w elektrolicie spełnia znane równanie:
div ( −σ grad V ) = 0
(1)
Warunki brzegowe są zadane tak na anodzie, jak i katodzie (zbiorniku) w postaci
warunku Neumanna. Jak widać są one bardzo nieliniowe. Zjawisko przeniesienia ładunku na
granicy metal dielektryk opisane jest za pomocą równania Butlera-Volmera.
∂V
∂n
= −E ⋅ n = −
r∈Γ
1
σ
J ⋅n = −
1
σ
j=−
⎛ V − Eeq
j0 ⎛
⎜⎜ exp ⎜
σ ⎝
⎝ βa
⎞
⎛ V − Eeq
⎟ − exp ⎜ −
βc
⎠
⎝
Wyniki obliczeń przedstawione są na rysunku poniżej.
19
⎞⎞
⎟ ⎟⎟
⎠⎠
(2)
0
zbiornik
anoda
metalowy objekt
Sk³adowa normalna pr¹ du [A/m^2]
-0.025
-0.05
-0.075
-0.1
-0.125
-0.15
-0.175
-0.2
-0.225
-0.25
-0.275
-0.3
0
5
10
15
20
25
Obwód zbiornika
30
35
40
Rys. 1. Wektor gęstości prądu w elektrolicie (po lewej) oraz wykres składowej normalnej prądu do brzegu
zbiornika (po prawej)
Literatura
[1] Munn, R.S.: “Microcomputer Corrosion Analysis for Structures in Inhomogeneous Electrolytes”.
in Heidersbach, Fu, J., and Erbar, R., editors, Corrosion/86 Symposium on Computers in
Corrosion Control, Huston, TX (1986) 240-255
[2] Applegate, L.M.: “Cathodic Protection”. McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, Toronto
(1960)
20
Zagrożenia elektromagnetyczne reaktora plazmowego typu GlidArc
Paweł A. MAZUREK, Grzegorz KOMARZYNIEC,
Henryka D. STRYCZEWSKA, Andrzej WAC-WŁODARCZYK
Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii, Politechnika Lubelska
W ostatnich latach wśród procesów utylizacji zanieczyszczeń stałych i gazowych coraz
większego znaczenia nabierają technologie bazujące na wykorzystaniu nietermicznej plazmy
– zwane metodami plazmochemicznymi. Źródłem nietermicznej, nierównowagowej plazmy
są reaktory plazmowe wykorzystujące do jej wytwarzania wyładowania elektryczne. Jednym
z typów reaktorów plazmowych jest reaktor z wyładowaniem łukowym ślizgającym się
wzdłuż elektrod o technologicznej nazwie GlidArc. W realizowanych obecnie badaniach
przedmiotem analizy jako źródło zaburzeń elektromagnetycznych – głównie promieniowanych – jest trójelektrodowy reaktor z elektrodą zapłonową. Powstające w nim quasi-łukowe
wyładowanie wytwarza plazmę w stanie nierównowagowym, przy ciśnieniu atmosferycznym,
która wypełnia znaczną część przestrzeni komory wyładowczej, dzięki czemu reakcje chemiczne mogą zachodzić w dużej objętości poddawanych obróbce plazmochemicznej gazów, w
warunkach takich, jak są emitowane do atmosfery. Istotą procesu neutralizacji i likwidacji aktywnych substancji chemicznych jest wykorzystanie strefy plazmy do jonizacji, utleniania oraz destrukcji bądź przekształcenia aktywnych chemicznie zanieczyszczeń na neutralne dla środowiska.
Powstające w reaktorze wyładowania elektryczne, z jednej strony wytwarzają plazmę,
a z drugiej są źródłem zaburzeń elektromagnetycznych. Zakłócenia elektromagnetyczne
wpływają na wydajność, skuteczność i niezawodność całego układu wyładowczego. W najgorszym przypadku mogą doprowadzić do niepełnego procesu neutralizującego, co przekłada
się na duże niebezpieczeństwo dla obsługi oraz środowiska naturalnego. W ramach badań
przeprowadzona zostanie analiza wpływu zaburzeń reaktora na najbliższe środowisko elektromagnetyczne, w tym na inne urządzenia elektryczne i elektroniczne (sterujące, kontrolujące i pomiarowe), a także na lokalną instalację elektroenergetyczną.
antena pomiarowa
odbiornik pomiarowy
System urządzeń pomocniczych
(przedwzmacniacz i/lub tłumik)
3 faz. układ
zasilania
Rys. 1. Stanowisko do badania emisji elektromagnetycznej reaktora plazmowego
Badane zagadnienia są częścią planowanych prac dotyczących analizy kompatybilności
elektromagnetycznej. Stanowisko pomiarowe jak i sama metoda przeprowadzenie badań są
realizowane według wytycznych wynikających z norm technicznych i unijnej dyrektywy
EMC 2004/108/WE.
W prezentacji zostaną przedstawione wyniki pomiarów wraz z ich wstępna analizą
odniesioną do planowanych układów poprawiających poziom odporności i zmniejszających
emisję elektromagnetyczną reaktora plazmowego.
21
Wspomagana komputerowo terapia elektromagnetyczna
Arkadiusz MIASKOWSKI1, Andrzej KRAWCZYK2
1
2
Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Można wykazać na podstawie doniesień ze świata medycyny istnienie poważnego
problemu socjo-medycznego, związanego z chorobami narządów ruchu [1]. Powszechność
dolegliwości narządów ruchu jest jednym z dwóch powodów zajęcia się tą tematyką. Drugi
powód ma charakter bardziej medyczny i fizykalny, a mianowicie w ostatnich latach jedną z
najbardziej wykorzystywanych technik w leczeniu dolegliwości terapeutycznych jest terapia
polem elektromagnetycznym. Obserwacje działań w świecie medycyny pozwalają postawić
tezę, którą można by chyba udowodnić na podstawie danych statystycznych, że niemal każde
schorzenie ortopedyczne jest traktowane polem elektromagnetycznym [2].
Najczęściej spotykanymi schorzeniami narządów ruchu, które traktowane są polem
elektromagnetycznym są: choroby zwyrodnieniowe stawu kolanowego, osteoporoza i stany
pourazowe. Powszechnie używana aparatura jest pokazana na rys. 1.
Rys. 1. Typowe stymulatory stosowane w leczeniu schorzeń stawu kolanowego
Dla obu rodzajów urządzeń zbudowano modele matematyczne (Rys.2):
Rys. 2. Modele matematyczne stymulacji stawu kolanowego
Dane potrzebne do budowy modelu geometrycznego zostały zaczerpnięte z US Air Force
Research Laboratory; model tam prezentowany odzwierciedla wysokiego mężczyznę (1.8 m
wysokość i 105 kg waga). Parametry fizyczne tkanek, z kolei, zostały wzięte z powszechnie
dostępnego zbioru danych [3].
22
Wyniki obliczeń rozkładu gęstości prądów wirowych w obu przypadkach stymulacji są
pokazane na rys. 3.
a)
b)
Rys. 3. Rozkłady gęstości prądów wirowych a) wymuszenie wzdłużne, b) wymuszenie prostopadłe
Porównanie obu rodzajów stymulacji wskazuje na znacznie większą efektywność stymulacji
prostopadłej.
Literatura
[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.
23
Proszkowe materiały magnetyczne
– właściwości i zastosowania
Mariusz NAJGEBAUER, Jan SZCZYGŁOWSKI
Instytut Elektroenergetyki, Politechnika Częstochowska
Dynamiczny rozwój technologiczny przemysłu oraz spowodował wzrost
zapotrzebowania na urządzenia elektryczne i elektroniczne o lepszych parametrach
użytkowych. Stanowiło to nowe wyzwanie, między innymi dla inżynierii materiałów
magnetycznych. Równolegle z postępem w inżynierii materiałów o strukturze krystalicznej,
nanokrystalicznej i amorficznej, następował rozwój technologii proszkowych materiałów
magnetycznych, określanych również jako magnetyczne kompozyty proszkowe [1-6].
Podstawowym składnikiem proszkowych materiałów magnetycznych jest proszek
magnetyczny, który spaja się i formuje w gotowy element. Proces spajania proszku
przeprowadzany jest różnymi technologiami, często przy zastosowaniu dodatkowego
materiału wiążącego. Do najczęściej stosowanych obecnie technologii formowania gotowych
elementów z proszków magnetycznych należy zaliczyć spiekanie, formowanie wtryskowe,
formowanie ciśnieniowe, prasowanie w wysokiej temperaturze, spęcznianie czy scalanie
wybuchowe [3-6]. Przykładowe rdzenie wykonane z proszków magnetycznych pokazano na
rysunku 1.
a)
b)
Rys.1. Proszkowe rdzenie magnetyczne
a) produkty firmy Arnold Magnetic Technologies [7], b) rdzeń typu E firmy Crown Ferrite Enterprise Co. [8]
W zależności od zastosowanego proszku magnetycznego, otrzymuje się materiał o
miękkich lub twardych właściwościach magnetycznych. Jak miękkie proszki magnetyczne
wykorzystuje się głównie miękkie ferryty, czyste żelazo, stopy żelazo-fosforowe, żelazokrzemowe i żelazo-niklowe. Na proszki o magnetycznie twardych właściwościach stosuje się
ferryty na bazie baru i strontu oraz stopy samar-kobalt i neodym-żelazo-bor [1,2].
Odrębną grupę materiałów proszkowych o miękkich właściwościach magnetycznych
stanowią dielektromagnetyki. Składają się one z proszku magnetycznego, głównie
żelazowego, oraz dielektryka, który wiąże proszek oraz tworzy warstwę izolującą jego
cząsteczki. Wprowadzenie do składu dielektryka powoduje wzrost rezystywności materiału,
co prezentuje tabela 1, a tym samym ograniczenie strat energii wywołanych przepływem
prądów wirowych [1,5]. Na rysunku 2 przedstawiono strukturę wewnętrzną oraz pętlę
histerezy kompozytowego materiału magnetycznie miękkiego, otrzymanego z proszku
nanokrystaliczego Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 (FINEMET) związanego polietylenem (PEHD).
24
Tabela 1. Rezystywność proszków magnetycznych i dielektromagnetycznych [9]
a)
Materiał
Rezystywność
Materiał
Rezystywność
Żelazo
Dielektromagnetyk
na bazie żelaza
0,1 µΩm
Permaloj 50% Ni-Fe
Dielektromagnetyk
na bazie 50% Ni-Fe
0,5 µΩm
4700 µΩm
47000 µΩm
b)
Rys. 2. Proszkowy materiał kompozytowy FINEMET – PEHD: a) struktura wewnętrzna, b) pętla histerezy [3]
Rodzaj zastosowanego proszku magnetycznego, rodzaj i ilość substancji wiążących,
jak również parametry procesu technologicznego wpływają na właściwości magnetyczne i
mechaniczne końcowego produktu [2,3,5]. Należy zauważyć, że właściwości magnetyczne
materiałów proszkowych są zazwyczaj gorsze od odpowiadających im materiałów
magnetycznych wytwarzanych klasycznymi metodami. Wynika to z obecności w ich składzie
nieferromagnetycznych związków wiążących proszek [2,3]. Magnetyczne materiały
proszkowe posiadają jednakże wiele zalet, wśród których do najważniejszych należy zaliczyć:
bardzo dobre właściwości mechaniczne, możliwość tworzenia magnetowodów
o skomplikowanych kształtach – trudnych do uzyskania przy użyciu tradycyjnych materiałów
magnetycznych, uzyskiwanie końcowych kształtów elementów bez zastosowania dodatkowej
obróbki, prosty recykling produktu [1-4].
Materiały proszkowe o miękkich właściwościach magnetycznych są stosowane
między innymi jako rdzenie w transformatorach wysokich częstotliwości, w czujnikach, w
urządzeniach pomiarowych stosowanych w energetyce, we falownikach, w transformatorach
sygnałowych,
w głowicach do zapisu-odczyty w urządzeniach cyfrowych, w ekranach magnetycznych,
w urządzeniach telekomunikacyjnych i komputerach. Natomiast materiały proszkowe
magnetycznie twarde znalazły zastosowanie w różnego typu małych silnikach
wykorzystywanych w motoryzacji czy urządzeniach gospodarstwa domowego, w czujnikach
ABS, w głośnikach, w słuchawkach, w urządzeniach do oczyszczania kawy, herbaty i innych
materiałów sypkich, w przemyśle chemicznym, a także w medycynie – przykładowo w
systemach tomografii komputerowej i urządzeniach do wykrywania tkanek nowotworowych
[1-4].
Magnetyczne materiały proszkowe są zdobywają coraz większą popularność, głównie
ze względu na dobrą relację pomiędzy właściwościami magnetycznymi oraz mechanicznymi,
jak również prostą i stosunkowo tanią technologię ich produkcji. Zastosowanie tych
materiałów w urządzeniach elektrycznych pozawala na miniaturyzację obwodów
magnetycznych, uproszczenie konstrukcji urządzeń, co przekłada się na niższe koszty
materiałowe i produkcyjne [4].
25
Literatura
[1] Węgliński B.: „Magnetycznie miękkie kompozyty proszkowe na osnowie żelaza”. Prace Naukowe
Instytutu Układów Elektromaszynowych Politechniki Wrocławskiej, Seria Monografie 5/32, 1981
[2] Leonowicz M., Wysłocki J.J.: „Współczesne magnesy.” WNT, Warszawa, 2005
[3] Węgliński B.: „Rozwój magnetycznych kompozytów proszkowych w Politechnice Wrocławskiej”.
Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych PW. Studia i Materiały,
58 (2005), 89-98
[4] Dobrzański L.A., Ziębowicz B., Drak M.: “Mechanical properties and the structure of magnetic
composite materials”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 18
(2006), no. 1-2, 79-82
[5] Ziębowicz B., Szewieczek D., Dobrzański L.A.: “New possibilities of application of composite
materials with soft magnetic properties”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 20 (2007), no. 1-2, 207-210
[6] Dobrzański L.A., Drak M., Ziębowicz B.: “Manufacturing, properties and application of composite materials with specific magnetic properties”. Archives of Materials Science, 29 (2008), no. 4,
159-167
[7] www.arnoldmagnetics.com
[8] www.cfe.com.tw
[9] Ślusarek B., Przybylski M. : “The influence of kind of powder on physical properties of soft magnetic composites”. Proceedings of International Powder Metallurgy Congress and Exhibition
EURO PM, Copenhagen 12-14 October 2009
26
Elektromagnetyzm w środowisku pacjentów-nosicieli implantów
kardiologicznych
– szansa czy zagrożenie?
Zdalna edukacja pacjentów
Anna PŁAWIAK-MOWNA1, Andrzej KRAWCZYK2
1
2
Uniwersytet Zielonogórski
Politechnika Częstochowska
Problem zakłócania pracy kardiologicznych implantów elektromedycznych przez
urządzenia-źródła pola elektromagnetycznego jest tematem wielu dyskusji. Na wyniki badań i
eksperymentów naukowych oczekują zarówno specjaliści zajmujący się problemem
kompatybilności elektromagnetycznej, lekarze elektrofizjolodzy jak i pacjenci-nosiciele
stymulatorów serca (ang. Cardiac PaceMaker). Ostatnia z wymienionych grup,
zainteresowana jest informacjami o potencjalnych zaburzeniach (w pracy stymulatorów serca)
wynikających z ekspozycji ich nosicieli (a tym samym implantów) na oddziaływanie pola
elektromagnetycznego. Stosunkowo niewielka grupa pacjentów posiada rzetelną wiedzę na
temat oddziaływania pola elektromagnetycznego,. Pacjenci orientują się dosyć dobrze w
obszarze tematyki zaburzeń pracy implantów eksponowanych na pole EMF, ale tylko
aspekcie informacji, które ze źródeł pola EMF stanowią zagrożenie, bądź z którymi należy
bezwzględnie unikać kontaktu. Autorzy przedstawią wstępne założenia projektu związanego
ze zdalną edukacją między innymi pacjentów-nosicieli stymulatorów serca i ich rodzin.
Autorzy przeprowadzali badania naukowe związane z ekspozycją implantów
kardiologicznych (stymulatorów serca) na pole elektromagnetyczne generowane przez
telefony i stacje bazowe GSM [2,3,4]. Uzyskane doświadczenia wynikające ze współpracy z
pacjentami-nosicielami CPM, jak i ze środowiskiem medycznym (m.in. lekarze
elektrofizjolodzy) wykorzystano przy formułowaniu wstępnych założeń dotyczących projektu
zdalnej edukacji pacjentów (i ich rodzin) w aspekcie oddziaływania pola
elektromagnetycznego na elektromedyczne implanty kardiologiczne.
Doświadczenia autorów wynikają z bezpośrednich kontaktów z pacjentami
współpracującymi ze Szpitalem Klinicznym Akademii Medycznej w Warszawie (ul. Banacha
1). W ramach projektu planuje się wykonać również tego rodzaju ankietę wśród pacjentów
nosicieli CPM skupionych wokół ośrodków implantacyjnych w całym kraju.
Aspekt zdalnego kształcenia pacjentów, dostosowanego do potrzeb zainteresowanych
oraz śledzenie postępów przyswajania wiadomości istotnych dla pacjentów jest ważnym
elementem teleedukacji. Rośnie zapotrzebowanie społeczne na tego rodzaju usługi (nie jest
powszechnie wykorzystywany w Polsce). Przy czym istotne jest aby materiały były
dostosowane do potrzeb pacjenta, umożliwiały śledzenie postępów przyswajania istotnych
wiadomości.
Podstawowe założenia omawianego systemu:
1. edukacja (e-learning) dla lepszego zrozumienia interakcji EMF-CPM:
a. pacjentów nosicieli-stymulatorów serca;
b. rodziny pacjentów;
2. dostarczanie informacji o zaburzeniach pracy implantu eksponowanego na działanie
pola EM;
3. kontrolowanie poziomu wiedzy pacjentów i ich rodzin o interakcji EMF-CPM;
27
4. przeprowadzanie ankiet i analiza danych (np. ankietyzacja pacjentów wolontariuszy
biorących udział w badaniach dotycząca wiedzy na temat interakcji EMF-CPM
w codziennym życiu, itp.);
5. edukacja (e-learning) środowiska medycznego;
6. współpraca w badaniach.
Wstępna/podstawowa wersja systemu może być wykorzystana przez środowisko
medyczne do pokazania pacjentom problemu ich (pacjentów) ekspozycji na oddziaływanie
pola EM w sposób dostosowany do poziomu wiedzy pacjentów (poprzedzone badaniem
ankietowym).
Rys. 1. Graficzny interfejs użytkownika systemu – moduł do przygotowywania testów
Usługa teleedukacji jest istotnym elementem kształcenia nie tylko dla lekarzy
(podlegających kształceniu ustawicznemu), ale również i dla pacjentów. Zdalna edukacja
pacjentów może podnieść świadomość/poziom wiedzy w zakresie oddziaływania pola
elektromagnetycznego na stymulatory serca. System ePacemaker (którego główne założenia
zaprezentowano), w domyśle będzie pilotażowo wdrożony w jednym z ośrodków implantacji
i kontroli stymulatorów serca.
Literatura
[1] Krawczyk A., Pławiak-Mowna A.: „Implanty kardiologiczne w polu elektromagnetycznym
środowiska pracy: poradnik dla lekarzy elektrofizjologów i pacjentów”. Warszawa: Centralny
Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy, 2008.
[2] Koźluk E., Piątkowska A., Kiliszek M., Pławiak-Mowna A., Kubacki R., Zawadzka-Byśko M.,
Lodziński P., Pieniak M., Krawczyk A., Opolski G.: „Wpływ pola elektromagnetycznego stacji
bazowych telefonii komórkowej na układ stymulujący serce”. Folia Cardiologica Excerpta . 2007,
T. 2, supl. C, s. 111.
[3] Krawczyk A., Pławiak-Mowna A., Koźluk E.: „Czy telefony komórkowe zakłócają pracę
kardioimplantów?”, Bezpieczeństwo Pracy. 2006, nr 12, s. 16–19.
[4] Pławiak-Mowna A., Koźluk E., Piątkowska A., Kiliszek M., Zastawna I., Lodziński P., Kubacki
R., Zyss T., Krawczyk A., Opolski G.: „Badanie kardiostymulatorów w polu
elektromagnetycznym od anten bazowych telefonii komórkowej”. Przegląd Elektrotechniczny.
2004, nr 12, s. 1243–1245.
28
Ochrona transmisji danych w telemedycynie
Remigiusz RYDZ
Techniczne Zakłady Naukowe w Częstochowie
Telemedycyna to forma medycyny i opieki zdrowotnej łącząca w sobie elementy
telekomunikacji, informatyki oraz medycyny. Wykorzystuje nowe technologie pozwalające
na wymianę specjalistycznych informacji, jak diagnozowanie i monitorowanie zdrowia
pacjentów w domu. Zaletami przesyłania danych na odległość są:
− ułatwienie dostępu do specjalistycznej opieki medycznej
− polepszenie opieki zdrowotnej na odległych obszarach
− zmniejszony czas hospitalizacji
− całodobowy nadzór nad pacjentem
Szybki rozwój telemedycyny wiąże się z koniecznością zabezpieczania transmisji
danych - przejęcie danych pacjenta przez osoby trzecie i/lub ewentualna ingerencja w
informacje zdrowotne może prowadzić do poważnych konsekwencji w przebiegu choroby a
nawet prowadzić do śmierci pacjenta.
Ochrona danych realizowana powinna być za pomocą:
– kontroli dostępu oraz poufności danych, mających na celu przedostania się
informacji do osób trzecich,
– integralności danych, która zabezpiecza informacje przed podmienieniem danych,
– szyfrowania, utajnienia informacji, zabezpieczenia przed hackerami,
Model mający na celu ochronę transmisji danych może mieć następującą postać.
Rys. 1. Model ochrony transmisji danych
System służący do przesyłania sygnału składa się z nadajnika, kanału transmisyjnego
i odbiornika. Dane wysyłane do odbiornika muszą być zakodowane, najpierw źródłowo,
a następnie kanałowo. W nadajniku następuje jeszcze modulacja oraz kształtowanie
impulsów przesyłanego sygnału. Sygnał taki przesyłany jest do odbiornika kanałem
transmisyjnym, gdzie występują zakłócenia sygnału. W odbiorniku sygnał jest zamieniany na
sygnał pierwotny, i uzyskujemy dostęp do informacji użytecznej.
29
System taki można stworzyć w programie Matlab Simulink, służący do
przeprowadzania symulacji komputerowych.
Korzystając z bibliotek Simulinka można modelować każdy z tych etapów. Są tam
bowiem dostępne bloczki odpowiedzialne za źródła danych, kodowanie źródłowe oraz
kanałowe. Możemy wykorzystać również bloczki związane z modulacją i demodulacją
sygnałów, a także szereg bloczków z filtrami, które kształtują impulsy, dzięki którym sygnał
ulegnie detekcji. Znajdziemy tam również szereg różnych kanałów transmisyjnych oraz
bloczki odpowiedzialne za modelowanie zakłóceń w kanałach.
Model systemu służącego do przesyłania sygnału jest pokazany na rys.2.
Rys. 2. Model transmisji sygnału
30
Metoda zbiorów poziomicowych
w tomografii i segmentacji obrazu
Tomasz RYMARCZYK2, Stefan F. FILIPOWICZ1,2, Jan SIKORA2,3
1
Warsaw University of Technology, Institute of the Theory of Electrical Engineering,
Measurement and Information Systems
2
Electrotechnical Institute
3.
Lublin University of Technology, Department of Electronics
STRESZCZENIE: W pracy zostało przedstawione zastosowanie metody zbiorów poziomicowych
w segmentacji obrazów oraz identyfikacji nieznanego obiektu w tomografii komputerowej. Kształt
brzegu obiektu i jego ewolucja powstaje za pomocą metody zbiorów poziomicowych w procesie
iteracyjnym. W procesie segmentacji obrazu wydzielane są poszczególne obiekty z zamierzonym
poziomem szczegółowości. W rekonstrukcji wykorzystywane jest za pomocą metody elementów
skończonych rozwiązanie równania Laplace’a dla całego badanego obszaru.
Wstęp
W pracy przedstawiono metody segmentacji i rekonstrukcji obrazu oparte na idei
zbiorów poziomicowych MZP (ang. Level Set Method) [4,5,6,7]. Algorytm numeryczny
w zagadnieniu odwrotnym jest odpowiednią kombinacją metody zbiorów poziomicowych
i metody elementów skończonych, a wartości konduktywności ustalane są w każdym kroku
iteracyjnym [1,2]. W procesie segmentacji, oddzielenie fragmentów obrazu o wspólnych
cechach pozwala precyzyjniej określić granice pomiędzy poszczególnymi obiektami oraz
wykryć nieregularność w obrębie tych samych struktur. Ewolucja kształtu brzegów obiektów
rozpoznawanych w procesie iteracyjnym dokonywana jest z wykorzystaniem metody zbiorów
poziomicowych.
Model Mumford-Shah
Forma aktywnego konturu w modelu Mumforda-Shah została oparta na dwu-fazowej
segmentacji i funkcji zbiorów poziomicowych [3,8]. Fragmentami ciągła segmentacja
pozwala w tym przypadku na użycie wielofazowej wersji metody zbiorów poziomicowych
(dla więcej niż dwóch segmentów). W równaniach (1) i (2) został uwzględniony obszar
z dwoma różnymi konduktywnościami. Niemniej metoda ta ma szersze zastosowanie i
umożliwia uwzględnienie większej liczby obszarów z różnorodnymi wartościami.
Konduktywność γ przedstawiana jest następująco:
γ = γ 1 H (φ) + γ 2 (1 − H (φ))
gdzie H jest funkcją Heaviside-a.
Funkcja zbiorów poziomicowych jest uaktualniana następująco:
31
(1)
φ k +1 = φ k − µ
∂F
∂φ
(2)
gdzie współczynnik µ>0.
Rys. 1. Segmentacja obrazu otrzymana wariacyjną metodą zbiorów poziomicowych
obraz rzeczywisty i segmentacja po 500 iteracjach
Rys. 2. Rekonstrukcja obrazu przy rozdzielczości 32x32 z pojedynczą i podwójną reinicjalizacją
Literatura
[1] Filipowicz S.F., Rymarczyk T.: „Tomografia Impedancyjna, pomiary, konstrukcje i metody
tworzenia obrazu”. BelStudio, Warsaw 2003.
[2] Filipowicz S.F., Rymarczyk T., Sikora: J.: “Level Set Method for inverse problem solution in
electrical impedance tomography”. XII ICEBI & V EIT Conference. Gdańsk 2004.
[3] Mumford D., Shah J.: “Optimal approximation by piecewise smooth functions and associated
variational problems.” Comm. Pure Appl. Math., (42):577–685, 1989.
[4] Osher S., Fedkiw R.: “Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces.” Springer, New York
2003.
[5] Osher S., Sethian J.A.: “Fronts Propagating with Curvature Dependent Speed: Algorithms Based
on Hamilton-Jacobi Formulations”. J. Comput. Phys. 79, 12-49, 1988.
[6] Osher, S., Fedkiw, R.: “Level Set Methods: An Overview and Some Recent Results”. J. Comput.
Phys. 169, 463-502, 2001.
[7] Sethian J.A.: “Level Set Methods and Fast Marching Methods”. Cambridge Univeristy Press
1999.
[8] Vese L. Chan T.: “A new multiphase level set framework for image segmentation via the
Mumford and Shah model”. CAM Report 01-25, UCLA Math. Dept., 2001.
32
Metody wielosiatkowe jako narzędzie modelowania
zagadnień bioelektromagnetycznych
Bartosz SAWICKI, Jakub KURLENDA
Politechnika Warszawska
Numeryczne modelowanie pól elektromagnetycznych w ciele człowieka jest
problemem, w którym główne trudności dotyczą dokładnego odwzorowania naturalnej
budowy i parametrów ciała ludzkiego. Już dzisiaj dysponujemy technikami, które pozwalają
budować modele komputerowe o imponującej rozdzielczości kilku milimetrów. Jednak
rosnąca rozdzielczość łączy się nierozerwalnie ze wzrostem liczby niewiadomych
w problemie numerycznym. Algorytmy z rodziny metod wielosiatkowych (ang. multigrid) są
doskonałym narzędziem do rozwiązywania tak dużych problemów.
Rozwój techniki komputerowej, a w szczególności spadek cen pamięci (RAM)
operacyjnej spowodował, że już dzisiaj, przy pomocy zwykłego komputera, jesteśmy w stanie
operować na modelach składających się z ponad 10 milionów elementów. Z drugiej strony
obserwujemy stabilizacje jeśli chodzi prędkość dostępnych na rynku procesorów (CPU). W
wyniku tej dysproporcji pojawił się problem wydłużania się realnego czasu obliczeń. Jednym
z popularnych rozwiązań tego problemu są techniki zrównoleglania procesu obliczeniowego.
W tej pracy chcielibyśmy jednak przedstawić propozycję opierającą się na algorytmach
wielosiatkowych. Metody wielosiatkowe nazywane są metodami optymalnymi, albowiem
złożoność jest skaluje się liniowo wraz ze wzrostem liczby zmiennych [1].
U podstaw klasycznych metod wielosiatkowych leży hierarchia siatek o różnej
rozdzielczości dyskretyzujących ten sam obszar. Algorytm umiejętnie łączy poszczególne
rozwiązania, tak że w krótkim czasie otrzymujemy wynik dobrej jakości. W trakcie cyklu
obliczeniowego algorytm przechodzi po poszczególnych siatkach wygładzając (ang.
smoothing), rozciągając (ang. prolongation), skracając (ang. restriction) rozwiązania.
W przypadku siatek niestrukturalnych, a takie są najczęstsze przy modelach
bioelektromagnetycznych, tworzenie siatek różnej rozdzielczości byłoby dosyć kłopotliwe.
Rozwiązanie tego problemu dostarczają algebraiczne metody wielosiatkowe (ang. AMG),
które opierają swoje działanie tylko na analizie macierzy układu równań liniowych [3].
W pracy pokażemy w jaki sposób z poziomu języka Python rozwiązywać duże problemy
bioelektromagnetyczne przy pomocy metody elementów skończonych. Porównamy klasyczne
metody przestrzeni Kryłowa (GMRES, BiCGSTAB) z nowymi algorytmami
wielosiatkowymi. Najlepsze wyniki (najszybsze obliczenia) zostały uzyskane przy połączeniu
obu typów metod.
Literatura
[1] Stephen F. McCornick: “Multigrid Methods”. SIAM, 1994.
[2] Yousef Saad: “Iterative Methods for Sparse Linear Systems 3rd edition”. SIAM, 2000
[3] M. Brezina, R. Falgout, S. MacLachlan, T. Manteuel, S. McCormick, J. Ruge: “Adaptive
Smoothed Aggregation Multigrid”. SIAM, 2005
33
Elektrowstrząsy oraz inne nowe techniki
stymulacji elektrycznej i magnetycznej w terapii depresji –
porównanie oraz problemy metodologiczne
Tomasz ZYSS
Klinika Psychiatrii Dorosłych Szpitala Uniwersyteckiego, Kraków
Postęp poszukiwania nowych sposobów leczenia obejmuje nie tylko farmakoterapię, jak
i inne, a tym także fizykalne metody leczenia – także zaburzeń natury psychiatrycznej. Najstarszą, tj. datującą się już od 1938 r. jest leczenie elektrowstrząsowe (EW; ECT – electroconvulsive treatment). Długi okres badań klinicznych i eksperymentalnych pozwolił uznać tą
metodę za w dalekim stopniu bezpieczną, a zwłaszcza skuteczną metodę leczenia psychiatrycznego - stosowaną obecnie głównie w zaburzeniach depresyjnych. Jej skuteczność (na
poziomie 70-90%) jest nawet większa niż farmakoterapii (skuteczność na poziomie 60%).
Terapia EW jest również w licznych badaniach metodą referencyjną, tj. to do niej porównywanie jest działanie innych techniki terapeutycznych.
W ostatnich dwóch dekadach w terapii depresji podejmowane są próby wykorzystania pięciu
kolejnych metod fizykalnego leczenia depresji:
– (TMS = transcranial magnetic stimulation),
– stymulacja nerwu błędnego (VNS = vagus nerve stimulation),
– terapia
magnetowstrząsowa
(MST/MCT
=
magnetic
seizure
therapy/magnetoconvulsive therapy),
– głęboka stymulacja mózgu (DBS = deep brain stimulation) oraz
– przezczaszkowa stymulacja stałoprądowa (tDCS = transcranial direct current stimulation).
Autor dokonana porównania fizykalnych metod terapeutycznych, które wykorzystują
drażnienie prądem elektrycznym lub polem magnetycznym w celu uzyskania zmian funkcjonalno-morfologicznych w obrębie komórek nerwowych mózgu – z następczym efektem przeciwdepresyjnym.
Tabela 1. Wybrane właściwości (wyzwalanie czynności napadowej, miejsce stymulacji) różnych terapeutycznych metodach neurostymulacyjnych.
Stymulacja ośrodkowego układu nerwowego
stymulacja
elektryczna
metoda drgawkowa
EW (ECT): istotą metody jest wywołanie trwającej przynajmniej 20-30
sekund czynności napadowej; niewywołanie jej
wymaga powtórzenia
zabiegu przy zwiększeniu parametrów stymulacji; zwyczajowo napad
obejmuje całą sieć neuronalną mózgu
Stymulacja obwodowego
układu nerwowego
metoda niedrgawkowa
VNS: stymulacja obwodowego
DBS: technika polega na apliukładu nerwowego przy pomocy
kowaniu bodźców stymulacyjbodźców niedrgawkorodnych,
nych o parametrach niedrgawktóre przenoszone są wstępująco
kowych; sukces terapeutyczny
wiąże się z celowaną stymulacją do głębokich okolic mózgowia,
które kontrolują nastrój i emocje;
metabolicznie zaburzonych u
bezpośrednia (DBS) czy pośredbadanego pacjenta okolic mónia (VNS) ogniskowa stymulacja
zgu; podobnie jak i w przypadku VNS - nie do końca zidenty- głębokich struktur mózgu lepiej
fikowany problem mechanizmu penetruje do bardziej odległych
rozniecania (kindling)
okolic niż ma to miejsce w przytDCS: metoda stymulacji przy
padku stymulacji powierzchniopomocy bardzo słabego prądu
wych, tj. kory mózgowej
elektrycznego - o parametrach
pozwalających wątpić w jakąkolwiek realną skuteczność
techniki
34
Stymulacja ośrodkowego układu nerwowego
stymulacja
magnetyczna
metoda drgawkowa
MST/MCT: bardzo trudne wywołanie czynności
napadowej; czynność
napadowa ujawnia się
lokalnie (napad ogniskowy); poprawy skuteczności można upatrywać wywoływaniu czynności napadowej blisko
metabolicznie zaburzonej
okolicy mózgu
Stymulacja obwodowego
układu nerwowego
metoda niedrgawkowa
spTMS: metoda dalece bezpieczna w zakresie możliwości
wywołania czynności napadowej;
rTMS: wywołanie czynności
napadowej możliwe - głównie
dla wysokich częstotliwości
stymulacji; w obu przypadkach
stymulacja ma charakter zlokalizowany, tj. zwykle prowadzony „na ślepo”; poprawy skuteczności można upatrywać w
zastosowaniu przedstymulacyjnej czynnościowej diagnostyki
neuroobrazowej oraz dokładnego oznaczenia miejsca stymulacji przy pomocy technik neuronawigacyjnych
Porównywanymi kryteriami będą:
– sposób działania,
– skuteczność przeciw-depresyjna,
– zalety,
– wady,
– efekt rozniecania (kindling),
– problemy badawcze,
– problemy etyczne, jak również
– koszty.
Wśród problemów badawczych poruszone zostaną:
– zjawisko placebo,
– warunki ślepej próby, oraz
– badania długotrwałe.
Z licznych powodów nie wydaje się, aby którakolwiek z omawianych metod (może
poza VNS i oczywiście EW) znalazła szerokie praktyczne zastosowanie. Są i będą one stosowane w niewielkich grupach pacjentów, a obserwacje będą miały charakter bardziej poznawczy niż terapeutyczny – pozwalając lepiej zrozumieć neurobiologiczne podstawy depresji i mechanizmy leczenia przeciwdepresyjnego.
Literatura
[1] Zyss T., Zięba A., Dudek D. (red.): „Najnowsze techniki neuromodulacyjne w terapii zaburzeń
depresyjnych“. Biblioteka Psychiatrii Polskiej. Kraków, 2009.
[2] Zyss T.: „Elektrowstrząsy: wprowadzenie do bioelektrycznej natury zaburzeń depresyjnych“.
Wydawnictwo Medyczne. Kraków, 2009.
[3] Zyss T.: „Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna: w poszukiwaniu nowej metody leczenia
depresji“. Wydawnictwo Medyczne. Kraków, 2010 (w przygotowaniu).
35