Modelos teóricos simplificados de interacción de campos electromagnéticos de radiofrecuencia con implantes médicos

Abstract

La evaluación de interacciones de campos electromagnéticos de radiofrecuencia con implantes médicos y de los efectos biológicos derivados en el cuerpo humano, así como las estrategias para mitigar estos efectos, es una temática muy novedosa y actualmente en auge. Esto es porque a día de hoy las señales electromagnéticas están presentes en el día a día de todas las personas, y es de interés saber cómo interactúan todas estas señales que nos rodean. Aunque la complejidad de estos estudios es evidente, existen una serie de conclusiones que pueden ser extraídas a través de varios modelos donde se pueden asumir simplificaciones como que los tejidos que componen el cuerpo humano son medios dieléctricos homogéneos con pérdidas, apilados, atacados por una onda plana. El objetivo de este TFG es el desarrollo de modelos teóricos simplificados que ayuden a entender los mecanismos de interacción de ondas electromagnéticas planas atravesando distintos tejidos (materiales dieléctricos) en presencia de implantes (estructuras metálicas). Las tareas a desarrollar serán principalmente dos: 1- Formulación de modelos teóricos analíticos e implementación de sus soluciones en software matemático generalista, para el estudio y visualización de las mismas. 2- Desarrollo de modelos simplificados que no posean solución analítica y evaluación de los mismos en software comercial de simulación electromagnética. En este trabajo fin de grado, se relacionará el estudio de las interacciones del campo electromagnético con los tejidos biológicos y con los implantes médicos. Siendo estos implantes médicos de distintos materiales y de distintas formas, analizando cada uno de estas variaciones. Y por último se estudiará el caso de un implante muy cercano a los utilizados en los procedimientos médicos reales.The evaluation of interactions of radiofrequency electromagnetic fields with medical implants and the derivatives biological effects on the human body, as well as the estrategies to mitigate these effects, are a very novel subject and currently booming. This is because nowadays electromagnetic signals are present in the daily lives of the people, and it’s of interest to know how all these signal interact with us. Although the complexity of these studies, there are a number of conclusions that can be drawn through several models where you can take simplifications as the tissues that make up the human body are means homogeneous dielectric lossy materials, stacked, attacked by a flat wave. The aim of this TFG is the development of simplified theoretical models to help us understand the interaction mechanisms of plane electromagnetic waves through different tissues (dielectric materials) in presence of implants (metal structures). The task to be performed are mainly two: 1- Analytical formulation of theoretical models and implementation of solutions in general mathematical software for study and display them. 2- Development of simplified models that do not have analytical solution and evaluate them in comercial electromagnetic simulation software. In this bachelor thesis, the study of electromagnetic field interactions will be relate with biological tissues and medical implants. Medical implants being of different materials and in different ways, analyzing each of these variations. And finally it will be study a really similar implant to those used in actual medical procedure