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

[アカゲザルの網膜に対する高ピーク電力マイクロ波の影響] med./bio.

Effects of high peak power microwaves on the retina of the rhesus monkey

著者: Lu ST, Mathur SP, Stuck B, Zwick H, D'Andrea JA, Ziriax JM, Merritt JH, Lutty G, McLeod DS, Johnson M
掲載誌: Bioelectromagnetics 2000; 21 (6): 439-454
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この研究は、1.25 GHz高ピーク電力マイクロ波がアカゲザルの網膜に与える影響を調べた。眼底写真、網膜血管造影像、および網膜電図（ERG）をばく露前およびばく露後に取得し、それぞれ、正常な眼の構造および機能をスクリーニングおよび影響評価のエンドポイントとした。その他に、網膜の病理組織学もエンドポイントに加えた。１７匹のサルを、無作為に、擬似ばく露群またはパルスマイクロ波ばく露群に割り当てた。マイクロ波は、前方から顔面に向けて照射され、網膜での空間および時間平均のSAR（R-SAR）は、0、4.3、8.4、20.2 W/kg、パルス特性は、1.04 MW(一時的なピークR-SAR は約1.30 MW/kg)、パルス幅5.59 µ秒で、 パルス繰り返し周波数は、0、0.59、1.18、2.79 Hzとした。ばく露は1日4時間、週3日、3週間で合計9回のばく露を行った。その結果、ばく露前および後の眼底写真および血管造影図はすべて正常範囲内であった；フラッシュ光に対する錐体光受容体の反応は、8.4または20.2 W/kgのR-SARでのばく露群では増強されたが、4.3 W/kgの R-SARでのばく露群では増強されなかった；暗順応（桿体）反応、最大（桿体と錐体を合わせた）反応、および暗順応b波のナカ-ラッシュトンR（最大）およびlog Kはすべて正常範囲内であった;網膜組織病理学所見としては、光受容体でのグリコーゲン貯蔵増加が、擬似ばく露群（2/5）、8.4 W/kgばく露群（3/3）、および20.2 W/kgばく露群（2/5）の一部に見られたが、4.3 W/kgばく露群（0/4）では見られなかった、などの所見を示している。結論として、4 W/kgでは網膜損傷が起きる可能性はほぼない；それより高いR-SARばく露で生じた機能的変化は、ERGとの組織病理学的な相関の証拠が示されなかったので、恐らく可逆的なものである、と報告している。

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研究目的（著者による）

To determine if high peak power microwave radiation could induce retinal injuries.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 1.25 GHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: repeated daily exposure, 4 h/day, 3 days/week, for 3 weeks
  • 電力: 1.04 MW peak
  • SAR: 1.3 kW/g peak
  • SAR: 4.3 W/kg mean (± 0.1 W/kg)
  • SAR: 8.4 W/kg mean (± 0.3 W/kg)
  • SAR: 20.2 W/kg mean (± 0.4 W/kg)

ばく露1

主たる特性
周波数 1.25 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 repeated daily exposure, 4 h/day, 3 days/week, for 3 weeks
Additional information Lu S-T, DeAngelis ML, Gambrill CS. 1993. Ocular microwave thermometric dosimetry and thermometry in the rabbit. In: Blank M, editor. Electricity and magnetism in biology and medicine. San Francisco: San Francisco Press, Inc. p 675-678.
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 6 µs
Rise time 0.9 µs
Fall time 0.9 µs
Additional information

Pulse repetition rates of 0, 0.59, 1.18, and 2.79 Hz were applied. The square wave equivalent pulse width calculated from pulse energy and peak power was 5.59 µs. The width of the entire sideband was less than 20 MHz.
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
Distance between exposed object and exposure source 7.6 cm
ばく露装置の詳細 Monkeys were restrained in a PVC chair with head restraints. An open-end WR650 waveguide was used as an antenna to provide vertical E and horizontal H polarizations. The configuration allowed localized exposure limited to head and neck of the monkey.
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力 1.04 MW peak 測定値 - -
SAR 1.3 kW/g peak - - -
SAR 4.3 W/kg mean 測定値 - ± 0.1 W/kg
SAR 8.4 W/kg mean 測定値 - ± 0.3 W/kg
SAR 20.2 W/kg mean 測定値 - ± 0.4 W/kg
Additional parameter details

The spatial peak-power density was 2.8 mW/cm² per W of transmitted power.

測定および計算の詳細

Redundant power measurements were made with calibrated instruments and components and recorded every 15 min. Power densities at the E-H plane and bore-sight power densities at various distances were mapped with a probe and meter positioned by a triaxial scanner using a CW signal. For ocular dosimetry, a thermometric procedure [Lu et al., 1993] was used on two 6 year old female monkey carcasses (4.5 and 4.9 kg) at 1 MW peak power, 6 µs pulse width, 17.5 Hz pulse repetition rate, and 80-100 W average transmitter output. The result was a retinal SAR rather than an intraocular SAR. Sixteen retinal SARs per globe and 32 retinal SARs per carcass were determined.

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:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

No evidence of degenerative changes and electroretinography (ERG) depression was seen. Retinal injury is very unlikely at 4W/kg. Functional changes that occur at higher R-SAR are probably reversible since no evidence of histopathologic correlation with ERG changes was seen.

研究の種別:

研究助成

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