研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study, theoretical study)

[ミリ波によってヒト皮膚内に生じる熱覚と痛覚:単純な加温モデルとの比較] med./bio.

Heating and pain sensation produced in human skin by millimeter waves: comparison to a simple thermal model.

掲載誌: Health Phys 2000; 78 (3): 259-267

熱痛の皮膚閾値を、10人の対象者について、強度が1.8W/cm2の94GHzの連続波に3秒間ばく露して調べた。個々のばく露で、皮膚表面の温度上昇を赤外線サーモグラフィーで計測した。皮膚平均基礎温度は、34.0±0.2℃であった。チクチクする痛みに対する閾値は、43.9±0.7℃で、これは最大9.9℃(34.0℃から43.9℃へ)の表面温度上昇と対応した。表面温度上昇の計測値は、単純な熱モデルと符合し、このことで熱伝導、マイクロ波エネルギーの組織貫通深度を説明できる。これらを勘案すると、他のミリ波波長)周波数での熱痛閾値を予測する手段として、このモデルの利用が有効であると思われる。

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研究目的(著者による)

1) To determine the pain threshold for 94 GHz mm-wave irradiation in human subjects; 2) to extend earlier obeservations of the perception threshold for 94 GHz mm-wave irradiation; and 3) to develop a simple thermal model, based on the heat conduction equation, that would allow the accurate prediction of pain at other millimeter-wave frequencies.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 94 GHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: 3 s
  • 電力密度: 950 mW/cm² minimum (1.05 W/cm², 1.15 W/cm², 1.25 W/cm², 1.35 W/cm², 1.45 W/cm², 1.55 W/cm², 1.65 W/cm²)
  • 電力密度: 1.75 W/cm² maximum

ばく露1

主たる特性
周波数 94 GHz
ばく露時間 3 s
Modulation
Modulation type pulsed
Additional information

1 kHz rectangular wave pulse train with varying duty cycles of 90 to 50% were used.

ばく露装置
ばく露の発生源/構造
チャンバの詳細 Exposure chamber/ 90 cm wide x 90 cm long x 180 cm high.
Additional information A dielectric lens capable of focusing the output of the horn into a 4 cm diameter beam. The lens had a focal length of 90 cm and was placed 90 cm from the antenna. The lens was situated at 188 cm from the aperture of the exposure chamber.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力密度 950 mW/cm² minimum 測定値 - 1.05 W/cm², 1.15 W/cm², 1.25 W/cm², 1.35 W/cm², 1.45 W/cm², 1.55 W/cm², 1.65 W/cm²
電力密度 1.75 W/cm² maximum 測定値 - -

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:
研究対象とした臓器系:
  • 感覚器
調査の時期:
  • ばく露中

研究の主なアウトカム(著者による)

The study reports the thresholds for painful cutaneous sensation during stimulation by mm-wavelength microwaves, together with an analysis of the thermal response of skin in terms of a simple heat-conduction model. The data are in good agreement with the thermal model, with parameter values that agree well with those that have been reported in literature. The model may provide a basis for estimating the thresholds for pain and for perception of microwave energy over a large range of frequencies and exposure times.

研究の種別:

研究助成

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