Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Effects of electromagnetic fields on isolated nerve and muscle preparations med./bio.

[Wirkungen elektromagnetischer Felder auf isolierte Nerven- und Muskel-Präparate]

Von: Chou CK, Guy AW
Veröffentlicht in: IEEE Trans Microw Theory Tech 1978; 26 (3): 141-147
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Ziel der Studie (lt. Redakteur)

Es sollten die Wirkungen von elektromagnetischen Feldern auf isolierte Nerven- und Muskel-Präparate untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Es wurden Summenaktionspotenziale von Nerven oder kontraktile Anspannungen von Muskeln aufgezeichnet.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 2.450 MHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: intermittierend, 10 oder 5 min an/5 min aus
isolierte Nerven und Ganglien
Exposition 2: 2.450 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, 10 oder 5 min an/5 min aus
isolierte Nerven und Ganglien
Exposition 3: 2.450 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, 10 oder 5 min an/5 min aus
isolierte Nerven und Ganglien
Exposition 4: 2.450 MHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: intermittierend, 5 min an/5-10 min aus
isolierte Muskeln
Exposition 5: 2.450 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, 5 min an/5-10 min aus
isolierte Muskeln
Exposition 6: 2.450 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, 5 min an/5-10 min aus
isolierte Muskeln

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 2.450 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer intermittierend, 10 oder 5 min an/5 min aus
Zusatzinfo isolierte Nerven und Ganglien
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer The temperature of the exposed tissue was maintained at 37°C by circulating temperature controlled Ringer's solution through the waveguide. (The frog sciatic nerve was kept at room temperature.) A maximum rise of 1°C occurred during irradiation due to the limited circulation rate. The waveguide was pointed upward with a Plexiglas solution reservoir on the top edge. A quarter wavelength dielectric matching material was placed between the 6 cm deep Ringer's solution and the air medium. A VSWR of 1.08 was measured.
Aufbau Nerves and ganglia were placed in the waveguide either parallel or perpendicular to the electric field of the TE10 mode. They were exposed to each power level for 10 or 5-min periods, respectively, separated by 5-min intervals.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 0,3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 30 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 300 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 1.500 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
Zusätzliche Parameterdetails

Stimulation current pulses of 0.3 ms and 0.3-30 mA were applied to the nerves once every 2 s. Tests for possible direct stimulation of nerves and ganglia by MW fields were also performed at the maximum SAR values for CW and pulsed fields but without the electrical stimulation.

Mess- und Berechnungsdetails

Incident and reflected powers were measured using a directional coupler, two bolometers and two power meters. SAR values derived from temperature rise measurements [Johnson et al., 1972 and 1975] were 10% lower than the theoretical values calculated from power loss.

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 2.450 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer intermittierend, 10 oder 5 min an/5 min aus
Zusatzinfo isolierte Nerven und Ganglien
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 1 µs
Folgefrequenz 1.000 Hz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 0,3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 30 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 220 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 2.450 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer intermittierend, 10 oder 5 min an/5 min aus
Zusatzinfo isolierte Nerven und Ganglien
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 10 µs
Folgefrequenz 100 Hz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 0,3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 30 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 220 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 2.450 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer intermittierend, 5 min an/5-10 min aus
Zusatzinfo isolierte Muskeln
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau Muscles were placed in the waveguide either parallel or perpendicular to the electric field of the TE10 mode. They were exposed to each power level for 5-min periods, separated by 5 to 10-min intervals.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 0,3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 30 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 300 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 1.500 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
Zusätzliche Parameterdetails

Stimulation current pulses of 0.3 ms and 0.3-30 mA were applied to the phrenic nerves once every 5 s for single twitch experiments and 15-30 per second for tetanus experiments. Tests for possible direct influence of MW fields on muscle tension were also performed at the maximum SAR values for CW and pulsed fields but without the electrical stimulation.

Exposition 5

Hauptcharakteristika
Frequenz 2.450 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer intermittierend, 5 min an/5-10 min aus
Zusatzinfo isolierte Muskeln
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 1 µs
Folgefrequenz 1.000 Hz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 0,3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 30 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 220 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -

Exposition 6

Hauptcharakteristika
Frequenz 2.450 MHz
Typ
Charakteristik
  • gerichtetes Feld
Expositionsdauer intermittierend, 5 min an/5-10 min aus
Zusatzinfo isolierte Muskeln
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 10 µs
Folgefrequenz 100 Hz
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 0,3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 3 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 30 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -
SAR 220 W/kg Mittelwert bestimmt über Leistungsverlust - -

Referenzartikel

  • Johnson CC et al. (1975): Discussion paper: Fiberoptic liquid crystal probe for absorbed radio-frequency power and temperature measurement in tissue during irradiation
  • Johnson CC et al. (1972): Nonionizing electromagnetic wave effects on biological material and systems

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • vor der Befeldung
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

2450 MHz elektromagnetische Felder (kontinuierliche Welle und gepulste Welle) erzeugen keine anderen Wirkungen als thermische Wirkungen auf die Leitungs-Eigenschaften isolierter Nerven und auf die Kontraktion isolierter Muskel.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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