Μελέτη επιδράσεων στο ηλεκτροεγκεφαλογράφημα κατά την έκθεση στην ακτινοβολία τεματικών συσκευών κινητών επικοινωνιών τρίτης γενιάς: υπολογιστικός σχεδιασμός πειράματος εθελοντών

Abstract

Η διπλωματική εργασία εντάσσεται στο πλαίσιο έρευνας του εργαστηρίου Βιοϊατρικών Προσομοιώσεων και Απεικονιστικής Τεχνολογίας (Biomedical Simulations and Imaging Unit - BIOSIM) του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (National Technical University of Athens - NTUA) με θέμα την αποτίμηση των πιθανών αλλαγών στις καταγραφές ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος και προκλητών δυναμικών κατά τη διάρκεια ακουστικών ερεθισμάτων, λόγω εκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία από τερματικές συσκευές κινητών επικοινωνιών τρίτης γενιάς (3G). Αναλυτικότερα, αφορά την προετοιμασία πειράματος εθελοντών που θα διεξαχθεί σε συνεργασία με το Ερευνητικό Πανεπιστημιακό Ινστιτούτο Ψυχικής Υγιεινής (ΕΠΙΨΥ). Το εν λόγω πείραμα αποσκοπεί στην ανάλυση του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος εθελοντών που λαμβάνεται σε συνθήκες έκθεσης σε ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων (σήμα UMTS, 1966MHz) μέσα σε κλειστό θάλαμο που αποκλείει εξωτερικές παρεμβολές. Στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας, μοντελοποιήθηκε η κάσκα ηλεκτροδίων που θα χρησιμοποιηθεί στο πείραμα και ελέγχθηκε μέσω προσομοιώσεων με ένα επίπεδο πολυστρωματικό μοντέλο βιολογικών ιστών. Πραγματοποιήθηκε αναλυτική δοσιμετρική μελέτη για μοντέλο κεφαλιού με χρήση της Μεθόδου των Πεπερασμένων Διαφορών στο Πεδίο του Χρόνου (Finite Difference Time Domain - FDTD). Εξετάστηκε η κατανομή του Ρυθμού Ειδικής Απορρόφησης (Specific Absorption Rate - SAR) και η επίδραση της παρουσίας των ηλεκτροδίων καταγραφής ΗΕΓ και της σχετικής τοποθέτησης των καλωδίων τους στην απορρόφηση ισχύος από τους εγκεφαλικούς ιστούς.

This diploma thesis is part of the research work of the Biomedical Simulations and Imaging (BIOSIM) Unit of National Technical University of Athens (NTUA) aiming at the assessment of possible alternation in electroencephalogram (EEG) and event related potentials recordings during acoustic stimuli, due to exposure to electromagnetic signal with third generation (3G) characteristics. Specifically, the work concerns the preparation of a study with human volunteers, which will be carried out in collaboration with the University Research Institute of Mental Health. This study aims at the analysis of the EEG of volunteers exposed to RF radiation (UMTS signal, 1966MHz) into a chamber which excludes external interferences. In the frame of this diploma thesis, the electrode cap used in the study was modeled and checked through simulations of a flat layered model of biological tissues. Computational dosimetry was carried out for the head model using the SEMCAD-X software and the Finite Difference Time Domain (FDTD) method. The Specific Absorption Rate (SAR) distribution was calculated, while the effect of the presence of the EEG electrodes and the relative positioning of their leads on the resulting power absorption by the brain tissues was studied in detail.