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

[マイクロ波が引き起こす白内障のインビトロ研究　その2　連続的およびパルス的マイクロ波での損傷の比較] med./bio.

In vitro studies of microwave-induced cataract. II. Comparison of damage observed for continuous wave and pulsed microwaves

著者: Creighton MO, Larsen LE, Stewart-DeHaan PJ, Jacobi JH, Sanwal M, Baskerville JC, Bassen HE, Brown DO, Trevithick JR
掲載誌: Exp Eye Res 1987; 45 (3): 357-373
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この研究は、パルス化（PU）マイクロ波および連続波（CW）マイクロ波のばく露によってラット眼球の水晶体に生じる損傷の程度を調べた。サーモスタットで温度制御された緩衝食塩水中におかれた水晶体へのインビトロばく露を実施し、その直後に固定された水晶体の損傷深度を走査型電子顕微鏡で評価した。パルス波（パルス幅10 μsec、ピーク電力24 kW）の場合はパルス繰返し率を変化させて、SAR値0、5.75、11.5、23、69、231、750 mW/ gで、ばく露時間0、6、20、60分のばく露中の総エネルギー（電力×時間）が、0.23、0.46、1.38、4.6、15 W min/ gとなるようにばく露を行なった。損傷（水晶体赤道での細胞の顆粒変性）が最も浸透した点までの深度を測定した。PUまたはCWによる損傷深度の比較は、以下のどちらかによって行なった；（1）CWデータおよび（電力×時間）の11の組合わせデータについての一元配置分散分析（ANOVA）、（2）２つのモデル（電力×時間の相互効果モデル、電力、時間それぞれの個別効果モデル）のどちらに実験データがフィットするかの分析である。その結果、ANOVA分析によれば、同じ平均電力についてのすべての試験された組み合わせにおいて（唯一、23 mW/ g×6分を除く）、PUばく露の方が損傷の程度が大きかった；個別効果モデルは損傷深度の変動についてより多く説明できたが、相互効果モデルは実際の目的に十分フィットし、はるかに単純という利点を持つ；どちらのモデルにおいても、PUばく露は、CWばく露に比べ、損傷深度が4.7倍大きかった、と報告している。

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研究目的（著者による）

To investigate the damage on rat eye lense caused by microwave irradiation either pulsed or continuous wave in vitro and to compare it with previous report (q.v. publication 9535)

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 918 MHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 6, 20, and 60 min
  • 電力: 24 kW peak (transmitted power)
  • SAR: 5.75 mW/g mean (0.5 W)
  • SAR: 11.5 mW/g mean (1 W)
  • SAR: 23 mW/g mean (2 W)
  • SAR: 69 mW/g mean (6 W)
  • SAR: 231 mW/g mean (20 W)
  • SAR: 750 mW/g mean (65 W)
ばく露2: 918 MHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for 6, 20, and 60 min
  • SAR: 5.75 mW/g mean (0.5 W)
  • SAR: 11.5 mW/g mean (1 W)
  • SAR: 23 mW/g mean (2 W)
  • SAR: 69 mW/g mean (6 W)
  • SAR: 231 mW/g mean (20 W)
  • SAR: 750 mW/g mean (65 W)

ばく露1

主たる特性
周波数 918 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • guided field
ばく露時間 continuous for 6, 20, and 60 min
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 10 µs
Additional information

Repetition rates were varied to obtain various average powers.
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
ばく露装置の詳細 Lenses were maintained at constant temperature by circulating phosphate buffered saline (PBS) in a thermostatically-controlled exposure cell placed in the middle of a WR975 waveguide at 1/4 λ from the shorting plate as previously described [Stewart-De Haan et al., 1983].
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力 24 kW peak - - transmitted power
SAR 5.75 mW/g mean 測定値 - 0.5 W
SAR 11.5 mW/g mean 測定値 - 1 W
SAR 23 mW/g mean 測定値 - 2 W
SAR 69 mW/g mean 測定値 - 6 W
SAR 231 mW/g mean 測定値 - 20 W
SAR 750 mW/g mean 測定値 - 65 W
Additional parameter details

Five separate conditions were employed for both CW and pulsed microwaves with total energies of 0.23, 0.46, 1.38, 4.6, and 15 Wmin/g.

測定および計算の詳細

The SAR values were determined by measuring the temperature rise at the lens site of the exposure cell with the saline not circulating but filling the hoses. The results in this condition were about half the values previously reported with no saline in the hoses [Stewart-De Haan et al., 1983].

ばく露2

主たる特性
周波数 918 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • guided field
ばく露時間 continuous for 6, 20, and 60 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
SAR 5.75 mW/g mean 測定値 - 0.5 W
SAR 11.5 mW/g mean 測定値 - 1 W
SAR 23 mW/g mean 測定値 - 2 W
SAR 69 mW/g mean 測定値 - 6 W
SAR 231 mW/g mean 測定値 - 20 W
SAR 750 mW/g mean 測定値 - 65 W
Additional parameter details

Five separate conditions were employed for both CW and pulsed microwaves with total energies of 0.23, 0.46, 1.38, 4.6, and 15 Wmin/g.

Reference articles

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
  • eye
調査の時期:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

Sham exposed control eye lenses did not show any damage. Different kinds of damage, such as foam, granulation, globular damage, holes in fibre cells, and capsular damage, could be examined by electron microscopy on lenses exposed to pulsed or continuous wave (CW) microwaves.
Pulsed exposure in contrast to CW exposure leads to a greater depth of damage, as well as damages caused by CW exposure occured at higher power than observed for pulsed microwave exposure. These findings combined with previous examinations suggest that pulsed field irradiation has an additional effect on biological tissue elicit by elastic (pressure) waves.

研究の種別:

研究助成

関連論文