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“En este trabajo se estudió ́o el problema inverso de identificación ́on de fuentes en la corteza cerebral de tipo dipolar asociadas a focos epilépticos, a partir del electro- encefalograma (EEG) medido sobre el cuero cabelludo. La electroencefalografía es una de las t ́técnicas m ́as conocidas de investigación no invasiva del cerebro y consiste en el registro de potenciales por medio de electrodos colocados sobre el cuero cabelludo; estos potenciales provienen de la actividad eléctrica de los tejidos excitables y se captan midiendo la diferencia de potencial existente entre dos electrodos, uno llamado electrodo explorador y el otro electrodo de referencia ([72]). Entre las ventajas de la técnica del EEG se encuentran que la información ́ que proporciona se captura en tiempo real, de manera simple, es no invasiva además de económica. Por medio de esta técnica se han detectado posibles anomalías en el cerebro (daños, mal funcionamiento, etc.) y una de sus principales aplicaciones se encuentra en el diagnóstico y detección de focos epilépticos ([4], [58], [44], [49], [23], [24], [35]). Las aplicaciones del EEG no han sido totalmente alcanzadas todavía. Una muestra de ello es que actualmente se utiliza para estudios de conectividad funcional y de procesos cognitivos.”

This exploratory paper discusses the simulation of the whole-body specific absorption rate (SAR) on electrically large bodies. By irradiating a spheroid by means of a plane wave, the relationship between the radiated electromagnetic fields and the internal fields generated in the object can be studied. The SAR could be calculated with conventional numerical methods up to 9 GHz with the computational power available. To overcome this limit, an approach using physical optics is proposed to extend the simulation range up to 100 GHz. Preliminary results obtained indicate that this could be a good alternative for high frequency simulations; however, the generalization of the method and further validation would be required as future work. Resumen Este trabajo exploratorio discute la simulación de la tasa de absorción específica (SAR) de cuerpo completo sobre objetos eléctricamente grandes. Al irradiar un esferoide por medio de una onda plana se puede estudiar la relación entre los campos electromagnéticos irradiados y los campos internos generados en el objeto. Fue posible calcular el SAR de cuerpo completo a través de métodos numéricos convencionales hasta 9 GHz con la capacidad de procesamiento computacional disponible. Para superar ese límite, se propone un acercamiento por medio de óptica física con el cual se pudo extender el rango de las simulaciones hasta 100 GHz. Los resultados obtenidos indican que este puede ser un acercamiento adecuado para simulaciones en alta frecuencia, sin embargo, se requiere generalizar el método y validarlo de forma estricta como trabajo a futuro.

Exposition of humans to non-ionizing radiation at high frequencies has become ubiquitous due to the higher number of systems operating in that frequency range such as cell phones, wireless networks, and communication systems. The modeling of the impact of this type of radiation is an important issue due to potential short and long-term health effects and for the establishment of regulatory safety limits. From the simulation point of view, this is a challenging task since the wavelengths of interest are much smaller than the typical dimensions of a human body, which leads to the requirement of very fine discretization of the geometrical models and the consequent high demand of computational resources and long execution times. This article studies the feasibility of a full-wave simulation of field absorption at high frequencies, up to 10 GHz, with general purpose numerical methods and geometries with sizes in the order of a human body. Simple geometries are analyzed, assuming the material properties of fresh water for their inner region. Three different methods are evaluated: the finite integration technique (FIT), finite element method (FEM), and method of moments (MoM), to determine the result convergence and required computational resources for each solution. The results show that already at 10 GHz it is difficult to perform the analysis with moderate computational power (up to 64 GB RAM), but some approximations might be exploited since field penetration in that frequency range is mostly limited to the surface region. Resumen La exposición humana a radiaciones no ionizantes en alta frecuencia se ha vuelto común debido a la gran cantidad de sistemas que operan en ese rango, tales como teléfonos celulares, redes inalámbricas de datos y sistemas de comunicación en general. Modelar el impacto de este tipo de radiaciones es importante debido a los potenciales riesgos a la salud humana a corto y largo plazo, así como para la definición de límites de seguridad. Desde la perspectiva de la simulación numérica, esto es una tarea difícil debido a que las longitudes de onda asociadas son mucho más pequeñas que la dimensión típica del cuerpo humano, lo que resulta en un requerimiento de discretización muy fina de los modelos geométricos, con una consecuente alta demanda en los recursos de computación y largos tiempos de ejecución. En este artículo se estudia la factibilidad de realizar simulaciones de onda completa para estimar el campo electromagnético absorbido en alta frecuencia, hasta 10 GHz, con solucionadores numéricos de propósito general y geometrías con tamaños relevantes en relación con el tamaño del cuerpo humano. Geometrías simples son analizadas, definiendo las propiedades del agua fresca para su región interna. Tres diferentes métodos son evaluados: el método de integración finita (FIT), el método de elementos finitos (FEM) y el método de los momentos (MoM), con la intención de determinar la convergencia del resultado y los recursos computacionales necesarios en cada caso. Los resultados indican que a 10 GHz se torna difícil realizar dichos análisis con un recurso computacional moderado (hasta 64 GB RAM), pero algunas aproximaciones podrían ser explotadas debido a que la penetración del campo en ese rango de frecuencias esta principalmente acotada a la región cercana a la superficie del objeto.

The present work can be summarized as it follows: First of all, it will be held theoretical and numerical studies to improve the performance of antenna arrays by focusing on the isophoric case. Then, different antenna designs are shown and discussed, in order to be integrated within the urban environment. Some of these designs are experimentally tested. On the other hand, a study on the characterization of the electromagnetic fields through urban areas based on an equivalent planar circuit model is highlighted. Moreover and lastly, the influence of the electromagnetic fields in small animals is discussed by using two methods for the SAR level determination.

Exposition of humans to non-ionizing radiation at high frequencies has become ubiquitous due to the higher number of systems operating in that frequency range such as cell phones, wireless networks, and communication systems. The modeling of the impact of this type of radiation is an important issue due to potential short and long-term health effects and for the establishment of regulatory safety limits. From the simulation point of view, this is a challenging task since the wavelengths of interest are much smaller than the typical dimensions of a human body, which leads to the requirement of very fine discretization of the geometrical models and the consequent high demand of computational resources and long execution times.This article studies the feasibility of a full-wave simulation of field absorption at high frequencies, up to 10 GHz, with general purpose numerical methods and geometries with sizes in the order of a human body. Simple geometries are analyzed, assuming the material properties of fresh water for their inner region. Three different methods are evaluated: the finite integration technique (FIT), finite element method (FEM), and method of moments (MoM), to determine the result convergence and required computational resources for each solution. The results show that already at 10 GHz it is difficult to perform the analysis with moderate computational power (up to 64 GB RAM), but some approximations might be exploited since field penetration in that frequency range is mostly limited to the surface region. La exposición humana a radiaciones no ionizantes en alta frecuencia se ha vuelto común debido a la gran cantidad de sistemas que operan en ese rango, tales como teléfonos celulares, redes inalámbricas de datos y sistemas de comunicación en general. Modelar el impacto de este tipo de radiaciones es importante debido a los potenciales riesgos a la salud humana a corto y largo plazo, así como para la definición de límites de seguridad. Desde la perspectiva de la simulación numérica, esto es una tarea difícil debido a que las longitudes de onda asociadas son mucho más pequeñas que la dimensión típica del cuerpo humano, lo que resulta en un requerimiento de discretización muy fina de los modelos geométricos, con una consecuente alta demanda en los recursos de computación y largos tiempos de ejecución.En este artículo se estudia la factibilidad de realizar simulaciones de onda completa para estimar el campo electromagnético absorbido en alta frecuencia, hasta 10 GHz, con solucionadores numéricos de propósito general y geometrías con tamaños relevantes en relación al tamaño del cuerpo humano. Geometrías simples son analizadas, definiendo las propiedades del agua fresca para su región interna. Tres diferentes métodos son evaluados: el método de integración finita (FIT), el método de elementos finitos (FEM) y el método de los momentos (MoM), con la intención de determinar la convergencia del resultado y los recursos computacionales necesarios en cada caso. Los resultados indican que a 10 GHz se torna difícil realizar dichos análisis con un recurso computacional moderado (hasta 64 GB RAM), pero algunas aproximaciones podrían ser explotadas debido a que la penetración del campo en ese rango de frecuencias esta principalmente acotada a la región cercana a la superficie del objeto.

La matriz extracelular (MEC) representa una red tridimensional que engloba todos los órganos, tejidos y células del organismo. Constituye un filtro biofísico de protección, nutrición e inervación celular y el terreno para la respuesta inmune, angiogénesis, fibrosis y regeneración tisular. Y representa el medio de transmisión de fuerzas mecánicas a la membrana basal, que a través de las integrinas soporta el sistema de tensegridad y activa los mecanismos epigenéticos celulares. La alteración de la MEC supone la pérdida de su función de filtro eficaz, nutrición, eliminación, denervación celular, pérdida de la capacidad de regeneración y cicatrización y alteración de la transmisión mecánica o mecanotransducción. También la pérdida del sustrato para una correcta respuesta inmune ante agentes infecciosos, tumorales y tóxicos. Los tumores son tejidos funcionales conectados y dependientes del microambiente. El microambiente tumoral, constituido por la MEC, células del estroma y la propia respuesta inmune, son determinantes de la morfología y clasificación tumoral, agresividad clínica, pronóstico y respuesta al tratamiento del tumor. Tanto en condiciones fisiológicas como patológicas, la comunicación recíproca entre células del estroma y el parénquima dirige la expresión génica. La capacidad oncogénica del estroma procede tanto de los fibroblastos asociados al tumor como de la celularidad de la respuesta inmune y la alteración de la tensegridad por la MEC. La transición epitelio-mesenquimal es el cambio que transforma una célula normal o «benigna» en «maligna». El citoesqueleto pseudomesenquimal otorga las propiedades de migración, invasión y diseminación. Y viceversa, el fenotipo maligno es reversible a través de la corrección de las claves que facilita el microambiente tumoral. Extracellular matrix (ECM) is a three-dimensional network that envelopes all the organs, tissues and cells of the body. A biophysical filter that provides protection, nutrition and cell innervation, it is the site for immune response, angiogenesis, fibrosis and tissue regeneration. It is also the transport medium for mechanical forces to the basal membrane through integrins that support the tensegrity system, activating cellular epigenetic mechanisms. The disruption of the ECM leads to a functional loss of nutrition, elimination, cell innervation, regenerative capacity and wound healing as well as alterations in mechanical transduction. This loss also disrupts the immune response to pathogens, tumour cells and toxins. Tumours are functionally connected tissues which depend on the microenvironment. This tumour microenvironment, made up of ECM, stromal cells and the immune response, determines the morphology and tumour histopathological classification, clinical behaviour, prognosis and immune response to the tumour. Both in physiological and pathological conditions, reciprocity in the communication between stromal and parenchymal cells determine gene expression. The oncogenic capacity of the stroma depends on tumour associated fibroblasts, immune system cellularity and disruption of tensegrity by ECM. Epithelial-mesenchymal transition is the change that transforms a normal or benign cell into a malignant cell. The «pseudo-mensenchymal» cytoskeleton is responsible for migration, invasion and dissemination, and vice-versa, the malignant phenotype is reversible through the correction of the microenvironmental factors that favour tumour growth. Noguera Salva, Rosa, Rosa.Noguera@uv.es