Resumen

La interacción de los campos electromagnéticos y los tejidos biológicos se ha convertido en un tema de creciente interés para las nuevas actividades de investigación en bioelectrónica, un nuevo campo interdisciplinar que combina conocimientos de teoría electromagnética, modelización y simulaciones, física, ciencia de los materiales, biología celular y medicina. En particular, se ha investigado la viabilidad de los campos electromagnéticos pulsados en la gama de frecuencias de radiofrecuencia y ondas milimétricas con el objetivo de descubrir nuevas técnicas no invasivas en la atención sanitaria. El objetivo de esta contribución es ilustrar un novedoso esquema de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) para simular la propagación de pulsos electromagnéticos en medios biológicos dispersivos arbitrarios. El método propuesto se basa en la teoría del cálculo fraccionario y en una expansión en serie general de la función de permitividad. También se tienen en cuenta los efectos de dispersión espacial. La formulación resultante es explícita, tiene una precisión de segundo orden y la necesidad de variables de almacenamiento adicionales es mínima. La comparación entre los resultados de la simulación y los evaluados mediante un método analítico basado en la transformación de Fourier demuestra la precisión y eficacia del modelo FDTD desarrollado. Se examinan cinco ejemplos numéricos que muestran la propagación de ondas planas en diversos medios dispersivos.

• Materias:Análisis Matemático Matemáticas Algebra Ingeniería Lógica matemática
• Subjects:Mathematical Analysis mathematics Algebra Engineering Mathematical logic
• Palabras claves:Campos electromagnéticos, tejidos biológicos, bioeléctrica, campos electromagnéticos pulsados, asistencia sanitaria, dominio temporal por diferencias finitas (FDTD).
• Keywords:Electromagnetic fields; biological tissues; bioelectrics; pulsed electromagnetic fields; healthcare; Finite-Difference Time-Domain (FDTD)