+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Толщина скин слоя формула: Скин-эффект в аудио кабеле — AudioKiller’s site

Толщина скин слоя формула: Скин-эффект в аудио кабеле — AudioKiller’s site

Содержание

слой — Энциклопедия по машиностроению XXL

Глубина проникновения электромагнитного излучения внутрь металла называется толщиной скин-слоя. Для меди при комнатной температуре и частоте излучения 10 Гц она имеет величину порядка 1 мкм (10 см). Есть также и другие необходимые поправки.  [c.319]

Здесь о—глубина скин-слоя, как ее обычно определяют для нормальных металлов  [c.648]

Теория возмущений. Как упоминалось в разделе 2, в модели с энергетической щелью предполагается, что отличие сверхпроводящей фазы от нормальной состоит лишь в том, что для возбуждения электрона в сверхпроводящей фазе требуется дополнительная энергия е. Другими словами, возбужденные электроны в сверхпроводящей фазе предполагаются сходными с возбужденными электронами в нормальной фазе. Мы упоминали уже, что эта модель удовлетворительно объясняет температурный ход теплоемкости, теплопроводности и электропроводности, определяемой по измерениям толщины скин-слоя на микроволновых частотах, а также вязкости электронного газа, измеряемой по поглощению ультразвуковых волн.

Ниже будет показано, что эта модель объясняет также и диамагнитные свойства сверхпроводников и приводит к феноменологической теории, очень сходной с теорией Пиппарда (см. п. 18).  [c.709]


Зная (О и а, можно определить глубину проникновения б излучения в металлическую среду (так называе-мую толщину скин-слоя при нормальном скин-эффекте), пользуясь уравнением  [c.767]

С повьпиением относительной частоты толщина скин-слоя (поверхностный слой толщиной Д э) уменьшается и при со значения Д э и V стремятся к нулю, а линии индукции на поверхности металла сливаются с касательными. Объемные ЭМС концентрируются в исчезающе тонком слое, превращаясь в поверхностные. Полное давление ЭМС (достаточно глубоко за поверхностью расплава) для цилиндрической поверхности  

[c.24]

Как уже было показано вьппе, фактором, существенно влияющим на устойчивость равновесия мениска, является частота поля. Рассматривалось влияние ее на жесткость поля, увеличивающуюся с ростом частоты. Однако еще более существенно влияние частоты на основные дестабилизирующие факторы с повьппением частоты и утоньшением скин-слоя уменьшается объем статически не полностью уравновешен-  

[c.31]

При толщине скин-слоя (d I мкм) для эффект экранирования падающего излучения, который состоит в том, что пары материала поглощают падающее излучение. Экранирование излучения парами приводит к уменьшению количества испаренного материала. В [113] показано, что при малых значениях q формула (123) верна, в то время как при больших плотностях мощности  [c.130]

СМ» . Электроны излучают в процессе рассеяния вторичные волны, к-рые при сложении формируют сильную отражённую волну. Поглощение квантов света непосредственно электронами проводимости возможно только при их одновременных (относительно редких) столкновениях с фононами, примесями, друг с другом, поверхностью металла, границами зёрен и кристаллитов.

Столкновения и формирование из рассеянного света отражённой волны происходят в тонком приповерхностном слое (скин-слое толщиной o [c.110]

О. р. е металлич. стенками применяют в технике СВЧ (10 10ч Гц) как частотные фильтры и резонансные колебат. системы генераторов, усилителей, приёмных устройств, анализаторов спектра и др. Начиная с частот 10 Гц О. р. при работе на первой моде становятся излишне миниатюрными (I — к — 1 мм), к тому же их добротность ухудшается по закону поскольку толщина скин-слоя уменьшается пропорц.  

[c.398]

В пределе НЧ, когда можно не учитывать частотную дисперсию а, а также пренебречь величиной бд, глубина скин-слоя  [c.541]

В области НЧ определяющее влияние на проникновение поля оказывает дифференц. проводимость среды. Зависимость её от алектрич. поля (т. н. электрическая нелинейность) обусловливается разогревом носителей, аномальным сопротивлением, пробоем среды и т. д. Пороговые амплитуды, при к-рых возникает нелинейность дифференц.

электрич. проводимости, могут различаться весьма сильно для разных механизмов нелинейности. Вследствие этого затухание эл.-магн. поля может быть не экспоненциальным, а, напр., степенным или к.-л. другим в зависимости от вида ( ), I. е. меняется структура скин-слоя. Но характерный масштаб затухания по порядку величины ос-  [c.542]


Глубина скин-слоя б может резко возрастать, если в плазме возможны процессы трансформации приложенного к плазме перем. эл.-магн. поля в слабо затухающие собств. колебания, напр. в ленгмюровские волны, к-рые переносят поле на расстояния порядка обратной величины декремента затухания этих волн (см. Трансформация волн в плазме).  [c.542]

Интерпретация экспериментов по измерению сопротивления ) очень затруднительна по двум причинам. Первая из них связана с тем, что в сверхпроводящем состоянии проводимость обусловлена только нормальными электро 1амц, вследствие чего для вычисления о необходимо использовать двухжидкостную модель.

Вторым источником трудностей является сложность теории проводимости даже для нормального состояния, что объясняется очень большой длиной свободного пробега электронов в нормальном состоянии по сравнению с глубиной скин-слоя. В результате для описания нормальной проводимости необходимо пользоваться более сложной теорией аномального скин-эффекта [178]. Таким образом, для объяснения рассмотренных экспериментов необходимо применить двухжидкостиую модель к усложненной теории проводимости. Поэтому мы можем рассчитывать лишь на качественное соответствие теории и опыта. В частности, нужно отметить, что наблюдаемая на опыте зависимость поверхностного сопротивления от частоты противоречит теории (см. гл. IX, п. 34).  
[c.649]

Экспериментальные доказательства необходимости упомянутой связи не очень многочисленны, но весьма убедительны. Во-первых, это—изменение глубины проникновения магнитного поля с концентрацией примесей индия (последняя изменяется от нуля до 3% см. гл.

VIII). Наблюдалось уменьшение глубины проникновения почти в 2 раза, хотя в критической температуре не было заметно почти никакого изменения. По мнению Пиннарда, изменение глубины проникновения поля означает уменьшение длины свободного пробега электронов благодаря наличию примесей атомов индия и соответствующее уменьшение длины когерентности. Во-вторых, это—изменение глубины проникновения поля в монокристалле олова в зависимости от его ориентации ). Глубина проникновения имеет максимум, когда угол 6 между осью кристалла и осью четвертого порядка равен 60° и уменьшается для всех других углов (см. гл. VIИ). Это изменение не может быть объяснено предположением о тензорном характере параметра Л в уравнении Лондона, поскольку такое предполоягение приводило бы к монотонной зависимости от величины угла. Пиппард наблюдал соответствующее изменение в высокочастотном сопротивлении нормального олова, что опять не может быть объяснено простым учетом тензорного характера проводимости для объяснения приходится привлекать теорию аномального скин-эффекта.
В последнем случае средняя длина свободного пробега электрона больше толщины скин-слоя, так что электрическое поле, действующее на электрон, существенно изменяется на протяжении длины свободного пробега. В-третьих, это—зависимость глубины проникновения поля от параметров металла данная зависимость будет рассмотрена позднее с позиции модифицированной теории Пиппарда (см. п. 26).  
[c.705]

Г. э. наблюдается в условиях аномальнот о скин-эф-фекта. Когда длина свободного пробега электронов в металле сравнима с толщиной d металлич. пластины, а глубина скин-слоя б существенно меньше d (рис. 2, а). Для удовлетворения этих требовании при d=0,2—2 мм  [c.416]

В квазистационарном случае ситуация усложняется. Прежде всего, электрич. поле в соответствии с Фарадея законом эл.-.чагн. индукции перестаёт быть потенця-альпым. Затем токи проводимости могут замыкаться через токи смещения, как это имеет место при включении в цепь ёмкостных элементов. Наконец, распределение плотности тока по сечению проводника может быть неравномерным и зависит от частоты процесса скин-эффек п), что приводит к необходимости уточнения понятия квазилинейного проводника — его поперечные размеры должны быть значительно меньше толщины скин слоя.

В результате для одиночного контура  [c.370]

Глубина скин-слоя здесь составляет 0,02—0,05 мкм, а коэф. поглощения не зависит от частоты и осределя-  [c.110]

При всей сложности законов дисперсии представление об электронах М. как легких (по сравнению с ионами) заряженных частицах качественно правильно. Оно, возвращая нас к модели Друде — Лоренца — Зоммерфельда, даёт возможность оценивать порядок величины оси. характеристик М.— электронную теплоёмкость, ЭЛ,- и теплопроводность, толщину скин-слоя (см. Скин-эффект) и т. д. Правда, нек ые соединения ( eAlg, e u,, e ujSij, UB a и др.) обнаруживают необычные свойства (напр., гигантскую электронную теплоёмкость), заставляющие сделать вывод, что в них есть электроны, обладающие аномально большой эфф. массой т (m/mo- iOO—600). Эти электроны получили назв. тяжёлых фермионов.  [c.116]


М, в переменном электромагнитном поле. Дуя прохождении переменного тока частоты ю в М. наблюдается неоднородное распределение тока по образцу ток сосредоточен вблизи поверхности образца на расстоянии порядка б = /y lno o (см. Скин-эффект). Для Си глубина скин-слоя б О-Ю см при со = 6-10 (а ж 6-10 0.м -см»1) (см, Высокочастотная проооди-жость).  [c.119]

Исследование и применение П. о. в. является перспективным и быстро развивающимся разделом оптики и спектросконии твёрдого тела. Это обусловлено уникальными свойствами П. о. в., к-рые при распространении вдоль поверхности сосредоточены в ПАС в том же слое, что и объёмное излучение той же частоты (папр., в скин-слое металла толщиной 10 — 10″ см). Длина пробега П. о. в. вдоль поверхности в ИК-области спектра может достигать неск. см и весьма чувствительна к процессам в поглощающем слое, к состоянию поверхности и её изменениям, наличию адсорбиров. слоёв, плёнок, шероховатости и др. Это позволяет использовать метод возбуждения П. о. в. для исследования поверхности и границ раздела, а также для оптич. измерений, напр. измерения поглощения металлич. зеркал на уровне 0,01 с точностью до 10%. Интерес к П. о. в. и др. поверхностным эл.-магн. возбуждениям связан  [c.651]

Всплески электромагнитного поля в проводнике. Эл.-магн. волны в осн. отражаются поверхностью проводника, проникая в него на небольшую глубину скин-слоя 6 (см. Скин-зффект). Электроны, движущиеся от поверхности, уносят информацию об эл.-магн. поле в скин-слое в глубь проводника на расстояние порядка длины свободного пробега I. В условиях аномального скин-эффекта (б /) электроны, улетающие от поверхности на сравнительно далёкие расстояния, усложняют зависимость эл.-магн. поля (ВЧ-поля) от расстояния л. Сильное матн. поле Н (при к-ром радиус электронной орбиты г /), параллельное поверхности образца, препятствует дрейфу электропов в глубь проводника, и ВЧ-поле при б г / проникает в проводник по цепочке электронных орбит в виде узких всплесков (рис. 4).  [c.246]

Отражённые Н — iS-граяицей электроны создают всплеск ВЧ-поля на нек-ром расстоянии от межфазной границы. Когда всплеск с уменьшением Я приближается к скин-слою, происходит резкое изменение поверхностного импеданса пластины.  [c.247]

Если Р. р. происходит вблизи резкой границы (в масштабе к) между двумя средами с разл. электрнч. свойствами (напр., атмосфера — поверхность Земли или тропосфера — инж. граница ионосферы для достаточно длинных волн), то при падении радиоволн на резкую границу образуются отражённая и преломлённая (прошедшая) радиоволны. Если отраженпе происходит от границы проводящей среды (напр., от поверхностного слоя Земли), то глубина проникновения в него определяется толщиной скин-слоя.  [c.256]

СНЧ-диапазои характеризуется высоким уровнем радиопомех. Естеотв. помехи порождаются электрич. разрядами в атмосфере, а искусственные — работой нромышлениых электроустановок и линиями электропередач. Кроме того, темп передачи информации из-за узости диапазона оказывается очень низким. Тем не менее большая глубина скин-слоя является столь важ-  [c. 432]

СКИН-ЭФФЁКТ — затухание эл.-магн. волн по мере их проникновения в проводящую среду. Переменное во временя электрич. поле В и связанное с ним магн. поле Н не проникают в глубь проводника, а сосредоточены в осн. в относительно тонком приповерхностном слое толщиной 6, называемой глубиной скин-слоя. Происхождение С.-э. объясняется тем, что под действием внеш. перем, ноля в проводнике свободные электроны создают токи, поле к-рых компенсирует внеш. поле в объёме проводника. С.-э. проявляется у металлов, в плазме, ионосфере (на коротких волнах), в вырожденных полупроводниках и др. средах с достаточно большой проводимостью.  [c.541]

Глубина скин-слоя существенно зависит от проводимости о, частоты эл.-магн. поля о, от состояния поверхности. На малых частотах б велика, убывает с ростом частоты и для металлов на частотах оптич. диапазона оказывается сравнимой с длиной волны к 10 см. Столь малым проникновением эл.-магн. полни почти олным его отражением объясняется метадлич. блеск хороших проводников. На ещё больших частотах, превышающих плазменную частоту, в проводниках оказывается возможным распространение эл.-магн. волн. Их затухание определяется как внутризонныии, так и межзонными электронными переходами (см. Зонная теория).  [c.541]

Аномальный С.-э. описывает ситуацию при i > б он наблюдается в СВЧ-диапазоне в чистых металлах при низких темп-рах. Связь между плотностью тока / и полем Е является здесь нелокальной, т.е. значение тока в век-рой точке проводника определяется полем в окрестности этой точки с размером г- I. Задача о распределении поля сводится к ингегро-дифференц. ур-Бию, решение к-рого даёт, в частности, асимптотич. закон убывания поля Е. Наряду с компонентой, убывающей на расстоянии б от поверхности, наблюдается медленное убывание на расстоянии 1. Выражение для б в этом случае иное. Напр., для предельно аномального С.-э., т. е. при б [c.541]

При наложении на плазму переменного магн. поля может возникать эффект детектирования, состоящий в том, что наряду с формированием скин-слоя у границы плазмы в глубь среды уходит нелинейная волна поля нек-рого фиксиров. направления, зависящего от направления градиента концентрации носителей, а другие направления запираются.  [c.542]

В ИК-области, когда б = с/Ыр, нелинейные изменения происходят при 1Р18л й Nm , когда носителей в скин-слое толщиной с/Шр не хватает для переноса тока даже при их движении со скоростью, близкой с. В результате глубина проникновения поля увеличивается (чтобы повысить число носителей) до необходимой для поддержания тока б = H/inNe. В области высоких частот ш Шр толщина скин-слоя в плазме может как уменьшаться, так и возрастать в зависимости от знака нелинейного вклада в диэлектрич. проницаемость. В Отличие от линейного режима, в случае нелинейного С.-э, при медленном увеличении напряжённости поля оно, начиная с аек-рой пороговой амплитуды, проникает в глубь плазмы на расстояние, определяемое диссипативным затуханием. (Это происходит при положит, нелинейном вкладе.) В случае достаточно слабой диссипации нелинейное проникновение поля в плазму может носить характер гистерезиса, т. е. зависеть от предыстории процесса. Напр., для плазменного слоя конечной толпщны эффективность Т проникновения эл.-магн. волны через слой, измеряемая отношением потоков энергии после слоя и перед ним, является неоднозначной ф-цией интенсивности падающей волны / (как схематически показано на рис.).  [c.542]


Наличие развитой турбулентности плазмы также Приводит к изменению как динамики С.-э., так н глубины скин-слоя, к-рая будет зависеть от интенсивности турбулентности, поскольку в нелинейном С.-э. взаимодействие носителей с турбулентными пульсациями существенно меняет отклик плазмы на приложенное к ней поле. Это связано, в частности, с изменением эфф. частот соударений носителей Чзф при их сильном рассеянии на турбулентных пульсациях. Напр,, в изотропной бесстолкновит. плазме с развитой ионнозвуковой турбулентностью, имеющей характерные длины волн X, скиновая глубина б =  [c. 542]

При рассмотрении влияния носителей заряда на Ф. р. представляют интерес два предельных случая и 5Скин-эффект). В первом случае, к-рый обычно реализуется в ферритах, электропроводность приводит к джоулевым потерям, обусловленным вихревыми токами, к-рые наводятся перем. намагниченностью. В частности, для сферы обусловленное этим эффектом ушарение резонансной кривой  [c.309]

Распределения Ф.т. обладают нек-рыми универсальными свойствами, одним из них является вытеснение Ф.т. и сопряжённых с ними полей) из толщи проводника и их локализация в приповерхностном слое (скин-слое), характерная толщина к-рого 5 связана с циклич. частотой гар-монич. процесса со (для достаточно малых ) соотношением  [c.379]

Что такое скин-эффект и где его используют на практике | Энергофиксик

Наверное, вы хоть раз слышали такое словосочетание как «скин-эффект». А вы знаете что это такое, если нет, то вы как раз по адресу. В этом материале я расскажу что это такое, а также где используется этот эффект на практике.

yandex.ru

yandex.ru

Что такое скин-эффект

Для начала давайте дадим определение этому эффекту. Итак, скин-эффект — это эффект уменьшения амплитуды электромагнитных волн в зависимости от степени их проникновения внутрь среды проводника. Немного заумно звучит, но сейчас объясню.

Итак, проще говоря, это такой эффект, в результате которого при протекании переменного тока электрические заряды под действием электромагнитных явлений внутри проводника вытесняются к его поверхности.

В результате этого процесса протекающий ток имеет неоднородную структуру, в центральной части проводника плотность зарядов ниже, чем на его периферии.

При этом глубину проникновения тока можно узнать по данному выражению:

yandex.ru

yandex.ru

Применив эту формулу можно узнать, что для медного проводника с частотой в 50 Герц глубина проникновения тока будет примерно равна 9,32 мм. А это значит, что если медный проводник будет сечением более 9,32 мм, то в его центральной части ток будет отсутствовать.

И здесь будет справедливо следующее утверждение: чем большее значение будет иметь частота, тем на меньшую глубину будет проникать ток. И если частота возрастет вдвое, то глубина проникновения снизится в корень квадратный из двух. Увеличение частоты в 10 раз приведет к уменьшению глубины проникновения в корень из 10 раз.

Как распределяется ток

yandex.ru

yandex.ru

Взглянув на вышеприведенное изображение, вы наглядно можете увидеть распределение тока в проводнике круглого сечения. За границами глубины проникновения движение тока либо отсутствует полностью, либо настолько мало, что им можно пренебречь.

И если центральную часть проводника, где нет протекания тока, просто напросто удалить, то у нас получится полый проводник и при этом проводящие характеристики останутся на прежнем уровне. Сопротивление будет такое же, единственное изменится индуктивная и емкостная составляющая проводника.

Получается, что сопротивление проводника в электрической цепи имеет зависимость не только от материала проводника, но и от того, какой частоты ток проходит по нему. И при значительных величинах частоты практически весь ток будет протекать по внешней границе проводника в зоне его контактирования с внешней средой.

Практическое применение скин-эффекта

Такая градация плотности тока в зависимости от его частоты позволяет по одному и тому же проводнику выполнять передачи электрических сигналов различных частот.

И высокочастотные сигналы передаются по внешнему радиусу проводника, а низкочастотные по внутреннему радиусу.

Например, по такому принципу реализована высокочастотная связь в ПАО «РОССЕТИ», где по высоковольтным проводам передается не только ток с частотой 50 Герц, но и осуществляется телефонная связь между дежурными на подстанциях и диспетчерами.

yandex.ru

yandex.ru

Так же, зная максимально возможную глубину проникновения тока в медный проводник, нет смысла делать монолитную жилу большего сечения. А если требуется проводник с большим сечением, то целесообразней применять многожильный провод.

Именно из-за скин-эффекта вы не найдете медный проводник с монолитной жилой сечением более 10 мм2.

Так же скин-эффект активно используется в индукционных плавильных печах, где за счет тока высокой частоты сконцентрированного на внешней оболочке проводника происходит разогрев и дальнейшее расплавление металла.

yandex.ru

yandex.ru

Это все, что я хотел вам рассказать о скин-эффекте и о том, как его используют на практике. Если статья оказалась вам полезна, то оцените ее лайком и спасибо за ваше внимание!

(PDF) Controlled reflective surfaces based on ferrite layer

10 ISSN 1028-821X. Radiofi z. Electron. 2019. Vol. 24, No. 1

И. В. Зависляк, Г. Л. Чумак

8. Зависляк И. В., Чумак Г. Л. Эффект расщепления частот вырожденных мод ферритовых резонаторов. Изв. вузов.

Радиоэлектроника. 2017. Т. 60, № 11. С. 607-619. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017110012.

9. Helszajin J. Passive and Active Microwave Circuits. John Wiley & Sons Inc., 1978. 284 p.

10. Каганов M. И., Пустыльник Н. Б., Шалаева Т. И. Магноны, магнитные поляритоны, магнитостатические волны.

Успехи физ. наук. 1997. Т. 167, № 2. С. 191–237. DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.0167.199702d.0191.

11. Gurevich A. G., Melkov G. A. Magnetization Oscillations and Waves. CRC Press, 1996. 464 p.

12. Гуревич A. Г. Ферриты на сверхвысоких частотах. Москва: Физматгиз, 1960. 407 с.

13. Бакалов В. П., Игнатов Н. А., Крук Б. И. Основы теории электрических цепей и электроники. Москва: Радио и связь,

1989. 525 с.

14. Григорьев А. Д. Электродинамика и техника СВЧ. Москва: Высшая школа, 1990. 335 с.

15. Agilent Tecnologies. Agilent Basics of Measuring the Dielectric Properties of Materials. USA. 2006. URL: http://academy.

cba.mit.edu/classes/input_devices/meas.pdf.

16. Bellegia M., De Graef M., Millev Y. T. Demagnetization factors for elliptic cylinders. J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. Vol. 39,

N 5. P. 891–899. DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/5/001.

Стаття надійшла 05.06.2018

REFERENCES

1. Lax, B., Button, K. J., 1962. Microwave Ferrites and Ferrimagnetics. McGraw Hill.

2. Gurevich, A. G., 1973. Magnetic resonance in ferrite and antiferromagnets. Moscow: Nauka Publ. (in Russian).

3. Liberal, I., Engheta, N., 2017. The rise of near-zero-index technologies. Science, 358(6370), pp. 1540–1541. DOI: https://

doi.org/10.1126/science.aaq0459.

4. Smith, D. R., Pendry, J. B., Wiltshire, M. C. K., 2004. Metamaterials and negative refractive index. Science, 305(5685),

pp. 788–792. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1096796.

5. Glybovski, S. B., Tretyakov, S. A., Belov, P. A., Kivshar, Y. S., Simovski, C. R., 2016. Metasurface: From microwaves to

visible. Phys. Rep., 634, pp. 1–72. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.04.004.

6. Remnev, M. A., Klimov, V. V., 2018. Metasurfaces: a new look at Maxwell’s equations and new ways to control light.

Phys. Usp., 61(2), pp. 157–190 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2017.08.038192.

7. Pimenov, Yu. V., 2008. Linear macroscopic electrodynamics. Dolgoprudnyy: Intellekt Publ. (in Russian).

8. Zavislyak, I. V., Chumak, H. L., 2017. Frequency Splitting Eff ect of Degenerate Modes in Ferrite Resonators. Izv. Vyssh.

Uchebn. Zaved. Radioelektronika, 60(11), pp. 607–619 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017110012.

9. Helszajin, J., 1978. Passive and Active Microwave Circuits. John Wiley & Sons Inc.

10. Kaganov, M. I., Pustyl`nik, N. B., Shalaeva, T. I., 1997. Magnons, magnetic polaritons, and magnetostatic waves.

Phys. Usp., 40(2), pp. 181–224 (in Russian). DOI: https://doi.org/10.1070/PU1997v040n02ABEH000194.

11. Gurevich, A. G., Melkov, G. A., 1996. Magnetization Oscillations and Waves. CRC Press.

12. Gurevich, G., 1960. Ferrites at microwave frequencies. Moscow: Fizmatgiz (in Russian).

13. Bakalov, V. P., Ignatov, A. N., Kruk, B. I., 1989. The Basic of Electric Circuit Theory and Electronics. Moscow: Radio i svyaz

Publ. (in Russian).

14. Grigoryev, A. D., 1990. Electrodynamics and microwave technique. Moscow: Vysshaya shkola (in Russian).

15. Agilent Tecnologies. Agilent Basics of Measuring the Dielectric Properties of Materials [pdf]. USA. 2006. Available at:

http://academy.cba.mit.edu/classes/input_devices/meas.pdf.

16. Bellegia, M., De Graef, M., Millev, Y. T., 2006. Demagnetization factors for elliptic cylinders. J. Phys. D: Appl. Phys., 39(5),

pp. 891–899. DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/5/001.

Received 05.06.2018

I. V. Zavislyak, H. L. Chumak

Taras Shevchenko National University of Kyiv

4g, Acad. Glushkov ave., Kyiv, 03022, Ukraine

CONTROLLED REFLECTIVE SURFACES BASED ON FERRITE LAYER

Subject and purpose. The subject of the research are the specifi c features of electromagnetic waves refl ection from layered

ferrite-metal and ferrite-dielectric structures with a ferrite layer of subwavelength thickness. The purpose of the work is to study

the possibilities of controlling the amplitude, phase and polarization characteristics of electromagnetic waves refl ected from

layered structures containing ferrite.

Method and methodology. The analysis of electromagnetic wave complex refl ection coeffi cient for electromagnetic waves

refl ected from ferrite layers on metal and dielectric was carried out using the method of scalar permeability. The model of

circularly polarized T-waves and transmission line theory were applied.

Results. The frequency and fi eld dependences of the refl ection coeffi cients’ absolute values and phases for electromagnetic

waves refl ected from semi-infi nite ferrite and ferrite layers on metal or dielectric were theoretically investigated. An analytical

formula for the skin depth in a normally-magnetized ferrite for a larmor wave is obtained. Theoretical estimates for the refl ected

Momentum Thickness — обзор

10.2 Определения толщины пограничного слоя

Поскольку скорость жидкости в пограничном слое плавно соединяется со скоростью внешнего потока, нет очевидной демаркации границы пограничного слоя. Таким образом, для определения характера пограничного слоя используются различные определения толщины. Здесь описаны три наиболее распространенных определения толщины.

Первый, δ 99 , представляет собой общую толщину пограничного слоя, которая определяет расстояние от стены, на котором скорость потока в пограничном слое равна 0.99 U e , где U e — локальная скорость свободного потока. Для известного профиля скорости потока в пограничном слое, u ( x , y ), на расстоянии ниже по потоку x эта толщина определяется как: u ( x , δ ). 99 ) = 0,99 U e ( x ). Эта толщина в первую очередь играет концептуальную роль в исследованиях пограничного слоя.На практике его трудно измерить точно, и его физическая важность субъективна, поскольку выбор 99% вместо 95%, 98%, 99,5% или другого процента является произвольным.

Второй мерой толщины пограничного слоя, в которой нет никакого произвола, является толщина смещения , , которая обычно обозначается δ ∗ (x) или δ 1 . Он определяется как толщина слоя жидкости с нулевой скоростью, которая имеет такой же дефицит скорости, как и фактический пограничный слой.Дефицит скорости в пограничном слое равен U e — u , поэтому из этого определения следует:

(10.16) ∫y = 0h (Ue − u) dy = ∫y = 0δ ∗ (Ue− 0) dy = Ueδ ∗, или δ ∗ = ∫y = 0∞ (1 − uUe) dy,

, где h — нормальное к поверхности расстояние, которое лежит далеко за пределами пограничного слоя (рисунок 10.3). Здесь расширение h → ∞ в верхнем пределе при последнем интегрировании не представляет проблемы, потому что U e — u → 0 экспоненциально быстро при y → ∞.В качестве альтернативы, толщина смещения — это расстояние, на которое стенка должна быть смещена наружу в гипотетическом потоке без трения для поддержания того же потока массы, что и в реальном потоке. Это означает, что толщину смещения можно интерпретировать как расстояние, на которое линии тока вне пограничного слоя смещаются из-за наличия пограничного слоя. На рис. 10.4 показано смещение линий тока по плоской пластине. Приравнивая поток массы к двум участкам A и B, получаем:

Рисунок 10.3. Схематическое изображение толщины вытеснения. На панели слева показан типичный ламинарный профиль пограничного слоя. На панели справа показан эквивалентный профиль скорости идеального потока со слоем с нулевой скоростью, имеющим такой же дефицит объемного потока, как и фактический пограничный слой. Толщина этого слоя нулевой скорости равна толщине вытеснения δ ∗.

Рисунок 10.4. Толщина вытеснения и линейное перемещение. Внутри пограничного слоя движение жидкости вниз по потоку замедлено, то есть ∂u / ∂x отрицательно.Таким образом, уравнение неразрывности (7.2) требует, чтобы ∂v / ∂y было положительным, поэтому пограничный слой создает нормальную к поверхности скорость, которая отклоняет линии тока от поверхности. Выше пограничного слоя величина отклонения равна толщине смещения δ ∗.

Ueh = ∫y = 0h + δ ∗ udy = ∫y = 0hudy + Ueδ ∗, или Ueδ ∗ = ∫y = 0h (Ue − u) dy,

, где h — расстояние до стены, определенное выше. Здесь снова его можно заменить на ∞ без изменения интеграла в окончательном уравнении, которое затем сводится к (10.16).

Толщина вытеснения используется при проектировании аэродинамических профилей, каналов, сопел, воздухозаборников дыхательных двигателей, аэродинамических труб и т. Д., Сначала предполагая поток без трения, а затем изменяя геометрию устройства для получения желаемых условий потока с границей слой присутствует. Здесь метод геометрических изменений включает использование δ ∗ для корректировки решения о внешнем потоке на наличие пограничного слоя. Как упоминалось в разделе 10.1, в первом приближении необходимо пренебречь существованием пограничного слоя и рассчитать идеальный поток dp / dx над интересующей поверхностью.Решение уравнений пограничного слоя дает u ( x , y ), и это можно проинтегрировать, используя (10.16), чтобы найти δ ∗ ( x ), толщину смещения. Затем поверхность проточного устройства смещается наружу на эту величину, и следующее приближение dp / dx находится из нового решения идеального потока по слегка измененной геометрии (см. Упражнение 10.25). Таким образом, δ ∗ (x) является критическим ингредиентом в такой итерационной процедуре решения, в которой чередуются решения с внешним и внутренним потоком.

Третьей мерой толщины пограничного слоя является толщина импульса θ или δ 2 . Он определяется таким образом, что ρU 2 θ — это потеря количества движения в реальном потоке из-за наличия пограничного слоя. Расчет контрольного объема (см. Упражнение 10.6) приводит к следующему определению:

(10.17) θ = ∫y = 0∞uUe (1 − uUe) dy.

Толщина импульса отражает комплексное влияние напряжения сдвига стенки от начала пограничного слоя до интересующего участка в направлении потока.

Пример 10.2

В потоках пограничного слоя фактор формы, δ ∗ / θ , часто представляет интерес, поскольку увеличение коэффициента формы указывает на то, что пограничный слой движется к разделению. Вычислите коэффициент формы для следующих ориентировочно-ламинарных ( u l ) и приближенно-турбулентных ( u t ) профилей пограничного слоя:

ul (y) Ue = {2yδ¯ — (yδ¯) 2fory <δ¯1fory> δ¯}, andut (y) Ue = {(yδ¯) 1 / 7fory <δ¯1fory> δ¯},

где δ¯ — постоянная профиля в каждом случае.Какой пограничный слой ближе к отрыву?
Решение

Для ламинарного профиля используйте (10.16) и (10.17), чтобы найти:

δl ∗ = ∫0δ¯ (1−2yδ¯ + (yδ¯) 2) dy = δ¯3andθl = ∫0δ¯ ( 2yδ¯− (yδ¯) 2) (1−2yδ¯ + (yδ¯) 2) dy = 2δ¯15, поэтому δ ∗ θ = 52.

Повторите для турбулентного профиля, чтобы найти:

δt ∗ = ∫0δ¯ (1− (yδ¯) 1/7) dy = δ¯8andθt = ∫0δ¯ (yδ¯) 1/7 (1− (yδ ¯) 1/7) dy = 7δ¯72, поэтому δ ∗ θ = 97.

Для данных профилей ламинарный пограничный слой имеет больший коэффициент формы и ближе к отрыву. В целом турбулентные пограничные слои сопротивляются расслоению лучше, чем ламинарные.

Толщина вытеснения — обзор

3.3 Разделение пограничного слоя

Поведение пограничного слоя при положительном градиенте давления (т. Е. Давление увеличивается с расстоянием ниже по потоку) можно рассматривать со ссылкой на Рис. 3.11, на котором показана длина поверхности с постепенной, но устойчивой выпуклой кривизной, например, у аэродинамического профиля за пределами точки максимальной толщины. В такой области потока из-за замедления основного потока давление в основном потоке возрастает (уравнение Бернулли).Изменение давления вдоль нормали к поверхности через толщину пограничного слоя по существу равно нулю, поэтому давление в любой точке основного потока, примыкающей к краю пограничного слоя, передается неизменным через слой на поверхность. В свете этого рассмотрим небольшой элемент жидкости (рис. 3.11), помеченный ABCD. На забое АС давление р ; на грани BD давление увеличилось до p + (∂p / ∂y) δx. Таким образом, результирующая сила давления на элемент имеет тенденцию замедлять поток.Эта тормозящая сила действует в дополнение к вязким сдвигам, действующим вдоль AB и CD, и постоянно замедляет элемент по мере его продвижения вниз по потоку.

Рисунок 3.11. Разделение пограничного слоя.

Этот эффект замедления более выражен вблизи поверхности, где элементы удалены из-за сдвиговых воздействий от ускоряющего эффекта основного потока, поэтому последовательные формы профиля в продольном направлении меняются, как показано.

В конечном итоге в точке S на поверхности градиент скорости (∂u / ∂y) w становится равным нулю.Помимо изменения формы профиля, очевидно, что пограничный слой должен быстро утолщаться в этих условиях, чтобы обеспечить непрерывность внутри пограничного слоя. За точкой S поток, примыкающий к поверхности, идет вверх по потоку, так что циркуляционное движение в плоскости, перпендикулярной поверхности, имеет место рядом с ней. Линия (пунктирная на рис. 3.11) может быть проведена из точки S так, чтобы массовый поток над ней соответствовал массовому расходу перед точкой S. Эта линия представляет продолжение нижней поверхности пограничного слоя вверх по потоку, так что в В результате исходный пограничный слой отделяется от поверхности в точке S.Это называется точкой разделения.

Профили скорости для ламинарных и турбулентных слоев на рис. 3.5 показывают, что из-за большей протяженности жидкости с меньшей энергией вблизи поверхности в ламинарном пограничном слое эффект положительного градиента давления вызывает разделение потока. намного быстрее, чем если бы поток был турбулентным. Говорят, что турбулентный пограничный слой лучше прилипает к поверхности, чем ламинарный.

Результатом разделения на задней половине аэродинамического профиля является увеличение толщины следового потока с последующим уменьшением роста давления, которое должно происходить вблизи задней кромки.Это повышение означает, что компоненты давления и силы прямого действия на задней части аэродинамического профиля не развиваются, чтобы компенсировать действующие назад давления вблизи передней точки торможения. Как следствие, сопротивление аэродинамического профиля увеличивается. Фактически, если бы не было пограничных слоев, на задней кромке была бы точка торможения, и сопротивление давления пограничного слоя, а также сопротивление поверхностного трения были бы равны нулю. Если угол наклона аэродинамического профиля достаточно велик, отрыв происходит недалеко от точки максимального всасывания и образуется очень большой след.Это вызывает такое заметное перераспределение потока по аэродинамическому профилю, что большая область низкого давления около передней кромки верхней поверхности серьезно уменьшается, в результате чего значительно уменьшается подъемная сила. Это состояние обозначается как стойло . Очевидно, что отрицательный градиент давления имеет обратный эффект, поскольку продольные силы давления вызывают добавление энергии к медленно движущемуся воздуху у поверхности, уменьшая любую тенденцию к покою слоя, прилегающего к поверхности.

3.3.1 Разделительные пузыри

На многих аэродинамических профилях с относительно большими кривизнами верхней поверхности высокая локальная кривизна над передней частью хорды может инициировать ламинарное разделение, когда аэродинамический профиль находится под умеренным углом падения (рис. 3.12) .

Рисунок 3.12. Точки ламинарного отрыва и турбулентного присоединения.

Небольшие возмущения растут гораздо быстрее и при малых числах Рейнольдса в отдельных, по сравнению с прикрепленными, пограничными слоями. Следовательно, отделившийся ламинарный пограничный слой может переходить в состояние турбулентности с характерным быстрым утолщением.Этого утолщения может быть достаточно для того, чтобы нижний край теперь уже турбулентного сдвигового слоя вернулся в контакт с поверхностью и снова прикрепился к поверхности в виде турбулентного пограничного слоя. Таким образом, пузырь жидкости захватывается разделенным слоем сдвига между точками разделения и повторного присоединения. Внутри пузырька, границей которого обычно является линия тока, покидающая поверхность в точке отрыва, существуют два режима. В области выше по потоку карман застойной жидкости при постоянном давлении проходит в некотором направлении назад; за этим развивается кровообращение, как показано на рис.3.12, причем давление в этой последней области быстро увеличивается по направлению к точке присоединения.

Наблюдаются два различных типа пузырей:

•

Короткий пузырек длиной порядка 1% хорды (или 100 толщин смещения точки разделения 2 ), оказывающий незначительное влияние на пик значение всасывания прямо перед ним.

•

Длинный пузырек, который может иметь почти любую длину от нескольких процентов хорды (10 000 толщин смещения в точке разделения) до почти всей хорды, что оказывает большое влияние на величину пикового всасывания около передней кромки профиля.

Полезным критерием формирования короткого или длинного пузыря является значение в точке разделения числа Рейнольдса смещения по толщине Reδ⁎ = Ueδ⁎ / v. Если Reδ⁎ <400, почти наверняка образуется длинный пузырь; для значений> 550 почти наверняка возникнет короткий пузырь. Между этими значениями возможен любой тип. Это критерий Оуэна-Кланфера [56].

Короткие пузырьки оказывают очень небольшое влияние на распределение давления по поверхности профиля и остаются маленькими с увеличением падения вплоть до сваливания.Как правило, они медленно продвигаются вперед по верхней поверхности по мере увеличения падения. Окончательное сваливание может быть вызвано движением вперед задней точки турбулентного отрыва (срыв задней кромки) или разрывом небольшого пузыря на передней кромке, вызванным невозможностью повторного присоединения отделившегося сдвигового потока при большом падении (передняя кромка ларек).

Если длинный пузырь образуется при умеренном падении, его длина быстро увеличивается с увеличением падения, вызывая постоянное уменьшение пика всасывания на передней кромке.Пузырь в конечном итоге может доходить до задней кромки или даже в следе вниз по потоку. Это условие приводит к низкому коэффициенту подъемной силы и эффективному срыву профиля. Известный как прогрессирующий срыв, это обычно происходит с тонкими аэродинамическими профилями и часто называется срывом с тонкими аэродинамическими профилями. Таким образом, существует три альтернативных механизма, которые могут вызвать дозвуковое срывание секций профиля.

Размеры толщины кожи при измерении на гистологическом срезе во время позднего эмбрионального и неонатального периода развития: систематический обзор — de ‐ Souza — 2019 — Skin Research and Technology

1 ВВЕДЕНИЕ

Кожа считается самым большим органом человеческого тела, выполняющим несколько жизненно важных функций1 и выступающим в качестве защитного физического барьера между организмом и окружающей средой.2 Кожа взаимодействует с другими органами, обеспечивая согласованное функционирование организма, а также контроль температуры тела и метаболического синтеза. Такая актуальность объясняет, почему структурное развитие кожи человека интенсивно изучается и документируется на уровне электронной микроскопии. Эта ткань состоит из дермы и эпидермиса, действующих гармонично и совместно. Эпидермальный слой выполняет барьерную функцию, когда роговой слой располагается как наиболее подверженный воздействию окружающей среды.1

Помимо факторов риска смерти новорожденных, существуют критические клинические отношения между компетенцией кожного барьера и выживаемостью новорожденных из-за гипотермии и неонатальных инфекций.4 Функциональное и структурное развитие кожи — это динамический процесс, который начинается во время эмбриогенеза и заканчивается в первый год жизни.1, 5 Даже барьерное созревание имеет особое значение на поздних сроках беременности и в раннем неонатальном периоде, гистологические исследования ограничены из-за инвазивного получения материалов от человека по этическим соображениям.3 Микроскопический анализ ткани показывает, что структура кожи полностью сформирована на 34 неделе беременности. Таким образом, у доношенных новорожденных уже есть компетентный барьер, сравнимый со взрослыми.6 В отличие от этого, недоношенные новорожденные плохо подготовлены к столкновению с внематочной средой, поскольку у них отсутствует развитие в эпидермальном слое кожи.6 Такая слабость незрелого рогового слоя увеличивает восприимчивость к заражению. инфекции и чрескожное поглощение вредных токсинов, а также приводящие к неспособности поддерживать гомеостаз, плохой терморегуляции и большему риску смерти.7, 8

Измерение толщины кожи является важным параметром, который косвенно отражает состояние неонатальной зрелости и то, насколько новорожденный будет подготовлен к периоду адаптации к внешней среде.9 Глубина этой ткани и структура эпидермального и дермального слоев различаются в соответствии с анализируемым участком тела.10 Над ладонью, подошвой и вдоль суставов эпидермальный слой толще, чем другие части, тогда как между лопатками дермальный слой толще, чем другие участки.10 На других участках тела плода, особенно на веках и около гениталий, кожа обычно тонкая, поскольку в эпидермисе отсутствует подслой lucidum, а роговой слой уменьшен.10, 11

Значительная часть знаний по морфофизиологии кожи основана на мышиной модели для анализа созревания кожи, экспериментальных моделях культивирования и недавно неинвазивных подходах из-за ограничений доступа к тканям плода человека.3 Однако инвазивные биопсии кожи по-прежнему необходимы в ситуации, когда гистология является золотым стандартом в качестве справочного материала для подтверждения результатов визуализирующих исследований, а также позволяет диагностировать кожные патологии.12 Это исследование направлено на систематический обзор опубликованных данных, чтобы установить величину толщины кожи человека и ее слоев во время позднего развития плода и неонатального периода, оцениваемую с помощью биопсии и гистологического анализа.

2 МЕТОДА

Этот систематический обзор был проведен в соответствии с Заявлением PRISMA.13 Авторы предварительно подготовили протокол обзора с помощью прикладного программного обеспечения StArt (Systematic Review System).14 Исследовательский вопрос, которым руководствовался в ходе исследования, заключался в следующем: какова толщина кожи человека при рождении, измеренная непосредственно гистологическим методом? Основным результатом было значение толщины кожи.

2.1 Стратегия поиска и критерии выбора

Стратегия поиска выполнялась с использованием следующей комбинации ключевых слов для состава PICO-запроса:

((((измерение [Название / реферат] ИЛИ толщина [Заголовок / реферат] ИЛИ мофометрия [Заголовок / реферат])) И (биопсия [Заголовок / реферат] ИЛИ микроскопия [Заголовок / реферат] ИЛИ срез [Заголовок / реферат] ИЛИ гистология [Название / Аннотация])) И (дерма [Заголовок / Аннотация] ИЛИ эпидермис [Заголовок / Аннотация] ИЛИ кожа [Заголовок / Аннотация] ИЛИ «роговой слой» [Заголовок / Аннотация] ИЛИ кориум [Заголовок / Аннотация])) И (ребенок [Заголовок / Резюме] ИЛИ плод [Заголовок / Резюме] ИЛИ младенец * [Заголовок / Резюме] ИЛИ новорожденный [Заголовок / Резюме] ИЛИ новорожденный [Заголовок / Резюме] ИЛИ мертворождение [Заголовок / Резюме])) И человек * [ Название / Аннотация].

Авторы провели всесторонний поиск опубликованных доказательств в базах данных PubMed, Scopus, Virtual Health Library (BVS) и SciELO без ограничений по дате или языку. Ограничений по дизайну исследований не было. Кроме того, были изучены другие источники доказательств, такие как библиография, представленная в специализированных книгах, диссертациях и диссертациях.

2.2 Выбор исследования

Два рецензента независимо просматривали результаты поиска, чтобы определить потенциально релевантные исследования, анализируя только заголовки и аннотации, используя следующие заранее определенные критерии отбора:
  1. Образец из плода или новорожденного;
  2. Анализ биопсии кожи;
  3. Человек;
  4. Измерьте толщину кожи или ее слоев;

Мы исключили исследования, в которых сообщалось только о неинвазивных методах измерения толщины кожи человека.Дубликаты были отброшены. Разногласия разрешались консенсусом.

2.3 Анализ данных

Выбранные публикации были полностью и независимо прочитаны для извлечения. Стандартное извлечение данных, поддерживаемое программным обеспечением14, собирало следующие переменные: авторы, год публикации, возраст плода или новорожденного, участок тела биопсии, слой кожи, метод, использованный для подготовки и окрашивания гистологических препаратов, методы измерения и среднее значение, медиана, или диапазон значений общей толщины кожи или слоев: рогового слоя, эпидермиса и дермы.Когда данные отсутствовали или были нечеткими, с первоначальными авторами связывались по электронной почте, чтобы прояснить критические моменты перед объединением размеров толщины кожи.

Сводка первичного результата со значениями толщины кожи была организована по участкам тела, на которых проводилась биопсия, независимо от того, измерялась ли она во время позднего плода или неонатального периода, а также по слоям кожи, измеренным в первичных исследованиях. Для стандартизации в случае нескольких участков были извлечены следующие данные: подошва, ладонь, живот, спина и капиллиций.Исходные описательные значения в виде среднего, максимального, минимального и стандартного отклонения, если таковые имеются, были получены из первичного источника. Для облегчения сопоставимости измеренных значений единицей измерения был микрометр (мкм). При необходимости выполняли трансформацию. Когда толщина кожи описывалась косвенно, как с использованием уравнения линейной регрессии по времени, значение рождаемости было получено путем принятия нулевого возраста в уравнении прогнозирования. Для исследований, которые оценивали толщину кожи плода в разные моменты жизни плода, были извлечены только измерения, оцененные около срока гестации.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ

На рисунке 1 показан процесс идентификации, выбора и включения исследований в соответствии с диаграммой PRISMA13. Библиографический поиск дал всего 59 статей. Мы вручную добавили одиннадцать исследований, взятых из специализированных книг и цитируемых в них статей. Из 70 отобранных 25 дубликатов были удалены, в результате получилось 45 статей. Только восемь первичных источников соответствовали критериям приемлемости, а шесть достигли стадии извлечения.В таблице S1 представлены исключенные статьи в качестве дополнительных данных к этой статье. Причиной исключения потенциально релевантных исследований был подход к анализу кожи плода или новорожденного без отчетности об измерениях толщины кожи.

Блок-схема систематического обзора [Цветную диаграмму можно посмотреть на сайте wileyonlinelibrary.com]

Статьи различались датами публикации от 1982 до 2018. Что касается качества доказательств, в соответствии с нашим исследовательским вопросом, оценивались только описательные обсервационные исследования.В таблице 1 приведены образцы и гистологические методы, использованные для подготовки слайдов из биоптатов кожи.

Таблица 1. Характеристики исследования и гистологические методы пробоподготовки и измерения толщины кожи
N Авторы Образец новорожденных Способы приготовления Проанализировано слоев Метод измерений
1 Смит и др. 15 Число плодов неуточненное

Размеры биопсии: не сообщается.

Фиксация: погружают в фиксатор Карновского 1/2 крепости, забуференный 0,1 моль / л какодилатного буфера, и фиксируют на 2-4 часа. Образцы промывали буфером и затем фиксировали 1% OS04.

Парафиновые срезы: 1 мкм

Расцветка: Ричардсон, Джарретт и Финке.

 Дерма

Электронный микроскоп и просвечивающий электронный микроскоп Philips 201.

Описательная статистика значений не представлена.

2. Fairley et al16 10 младенцев в возрасте до 3 мес. (Вскрытие)

Размеры биопсии: не сообщается.

Фиксация: 10% забуференный формалин.

Парафиновые секции: не сообщается.

Расцветка: HE.

 Роговой слой

Микроскоп с нитчатым окуляром микрометра, калиброванный на х10. На каждом образце было проведено пять измерений.

Среднее с диапазоном значений.

3. Де Вираг и др. 17

7 живых новорожденных в возрасте старше 2 недель под наркозом

Размеры биопсии: не сообщается.

Фиксация: сразу после иссечения в растворе Теллера-Ницки (2% формальдегид, 5% уксусная кислота, 65% этанол) ровно 24 часа при комнатной температуре.

Парафиновые секции: не сообщается

Расцветка: HE.

Эпидерм (без рогового слоя)

Кожа (без адвентициального слоя)

Микроскоп с окуляр-микрометром.

Были измерены минимальная и максимальная толщина дермы и эпидермиса.

Средние значения со стандартной ошибкой с использованием регрессионного анализа.

4. Какашева-Маженковская и др. 18 Неуказанное количество субъектов. Не менее 10 образцов мертворожденных при доношенной беременности

Размеры биопсии: 0.5-1 см

Фиксация: 10% нейтральный формалин.

Парафиновые срезы: 3-5 мкм

Расцветка: ХЭ, Азан — Мэллори, PAS, Флорантен, техника импрегнации Линдера серебром.

Всего эпидермиса

Кожа всего

Dermis

Компьютерная система:

Lucia M, версия 3, Система обработки и анализа изображений.

Среднее без значений диапазона.

5. Какашева-Маженковская и др. 19 Неуказанное количество субъектов. Не менее 12 образцов мертворожденных при доношенной беременности

Размеры биопсии: 0.5 см

Фиксация: не сообщается.

Разделы: не сообщается.

Расцветка: HE, Azan — Mallory, PAS, Floranten.

Всего эпидермиса

Общая дерма

Компьютерная система:

Lucia M, версия 3, Система обработки и анализа изображений.

Среднее без значений диапазона.

6. Khalfa et al10

5 плодов в возрасте 6 мес.

15 мертворожденных

Размеры биопсии: не сообщается.

Фиксация: оптимальная температура резания

Морозильные секции криостата: 5 мкм при –24 ° C.

Расцветка: HE.

Сканирующая электронная микроскопия:

Фиксация: свежие ткани заливали глутаровым альдегидом, а затем обрабатывали тетроксидом осмия.

Расцветка: золото

.		 Эпидермис

Сканирующая электронная микроскопия при поддержке программного обеспечения ImageJ.

Среднее с диапазоном значений.

  • Сокращения: HE, гематоксилин и эозин; PAS, периодическая кислота – Schiff.

Между исследованиями наблюдались большие различия в отношении участков тела, на которых проводилась биопсия кожи, а также методов подготовки и окрашивания слайдов.Кроме того, мы наблюдали выразительное разнообразие методов измерения толщины кожи, микроскопического оборудования и специального программного обеспечения для измерения. Несмотря на различные методы гистологического препарирования, в пяти из шести статей сообщалось об измерении, поддерживаемом программным обеспечением. Мы связались с Khalfa et al10, чтобы уточнить величину толщины кожи. Авторы сообщили об ошибке в своем отчете относительно единицы измерения и прислали нам исправленные значения, которые мы рассмотрели в нашем обзоре.

Спина была участком тела, толщина кожи которого измерялась наиболее часто, и в пяти из шести исследований оценивалась кожа во время неонатальной фазы (таблица 2).

Таблица 2. В статьях проанализированы вариации толщины кожи новорожденных.
Исследование 1 Смит и др., 198215 Исследование 2 Fairley et al, 198316 Исследование 3 Де Вираг и др., 199517 Исследование 4 Какашева-Маженковская и др., 201118 Исследование 5 Какашева-Маженковская и др., 201119

Исследование 6

Khalfa et al, 201810 , b

Фетальный х х
Неонатальный х х х х х
Кожа ладони
Роговой слой (мкм)––––––
Общий эпидермис (мкм)–– 142–––
Дерма (мкм)–– 873–––
Общая оболочка (мкм)–– 1015–––
Кожаная подошва
Роговой слой (мкм)–––––
Общий эпидермис (мкм)–– 193.2– 470 ± 121 680 ± 315
Дерма (мкм)–– 719.9–––
Общая оболочка (мкм)–– 913.1–––
Кожа живота
Роговой слой (мкм)– 35.4 ± 11,3–––
Общий эпидермис (мкм)–– 161.6– 530 ± 111 650 ± 331
Дерма (мкм)–– 1297–––
Общая оболочка (мкм)–– 1458.7–––
Кожный капиллиций
Роговой слой (мкм)––– 120.7–
Общий эпидермис (мкм)–– от 24,7 ± 7,4 до 80,5 ± 3,0a 160,8 160.8––
Дерма (мкм)–– 777,5 ± 32,9 до 1143,1 ± 34,2a 1553,8 1714.6––
Общая оболочка (мкм)–– 1714,6 1875.4––
Кожа спинка
Роговой слой (мкм)––––––
Общий эпидермис (мкм)–– 150.3– 480 ± 153 650 ± 324
Дерма (мкм) 4000c– 1330.6–––
Общая оболочка (мкм)–– 1431.3–––
  • а Минимальные и максимальные значения Среднее ± SE.
  • б Данные исправлены авторами после публикации.
  • с Самое толстое значение.

Полное измерение толщины кожи было обнаружено в исследованиях 4 и 5: значение самой тонкой кожи было 913,1 мкм в подошве, тогда как значение самой толстой кожи было 1875,4 мкм в капиллитии. Хотя эти статьи были из разных публикаций, основной автор и методы в обоих исследованиях были одними и теми же.

Только исследования 2 и 5 измеряли толщину подслоя рогового слоя: их значения составляли 35,4 ± 11,03 мкм в области живота и 120,7 мкм в области капиллита. Общая толщина эпидермиса сильно различалась между исследованиями 3, 4 и 5, даже место биопсии находилось в одной и той же области тела. Размеры капиллита в эпидермисе варьировались от 24,7 ± 7,4 мкм в исследовании 3 до 160,8 мкм в исследованиях 4 и 5. В одном исследовании значения варьировались от 193,2 до 680 ± 315 мкм в отчетах 4 и 6 (новорожденные) соответственно.Что касается живота, то общая толщина эпидермиса составила 161,6 мкм в исследовании 4, тогда как в исследовании 6 она составляла 650 ± 331 мкм (новорожденные). На коже над спиной общая толщина эпидермиса составляла 150,3 мкм в исследовании 4 и 650 ± 324 мкм (новорожденные) в исследовании 6. Исследование 6 было единственным, которое оценивало толщину эпидермиса плода, где толщина подошвы составила 470 ± 121 мкм. мкм, брюшко 530 ± 111 мкм, спина 480 ± 153 мкм.

Исследование 4 показало, что толщина дермального слоя составляет 719.9 мкм в подошве. В задней части исследования 4 и 1 были измерены 1330,6 и 4000 мкм соответственно. Толщина кожного покрова капиллита варьировала от 777,5 ± 32,9 мкм до 1714,6 мкм, как сообщалось в исследованиях 3 и 5, соответственно. По данным исследования 4, толщина дермального слоя в брюшной полости составляла 1297 мкм.

4 ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты этого обзора выявили отсутствие надежных доказательств гистологических размеров толщины кожи у новорожденных, предположительно значений золотого стандарта.Ограниченное количество исследований, которые соответствовали критериям отбора, включали неоднородность методов гистологических методик препарирования, а различные описания слоев / подслоев затрудняли обобщение. В большинстве статей анализируются морфометрические и структурные аспекты кожи с использованием качественного подхода. Среди них измерение толщины было единственным количественным результатом, который не всегда хорошо описывался.

Smith et al15 представили обзор дермального эмбриогенеза человека.В этом исследовании было использовано более одного метода подготовки к биопсии и микроскопии для описания развития кожи, а также структурных и биохимических свойств. Fairley et al16 сосредоточили свой анализ на толщине рогового слоя у детей младше трех месяцев. В обоих исследованиях процесс калибровки проводился с использованием стандартных подходов фиксации, окрашивания и измерения с помощью микроскопа. Авторы описали отбор образцов, собранных во время вскрытия, зафиксированных в 10% забуференном парафине, последовательных срезов и окрашенных гематоксилином и эозином (HE) с измерениями с использованием микрометрической глазной нити микроскопа, с проведением пяти измерений каждого слайда кожи.Де Вираг и др. [17] проанализировали толщину теменной части черепа семи новорожденных в возрасте двух недель. В этом исследовании подготовка образцов отличалась от других, анализируя глубины перпендикулярно поверхности кожи пяти фолликулярных сегментов, даже с использованием того же метода окрашивания HE. В их морфометрическом анализе толщина эпидермиса и дермы была представлена ​​с использованием регрессионной модели вместе со старением в годах. Для этого в наборе данных учитывалась средняя толщина кожи из пяти сегментов фолликула.Поскольку слои эпидермиса и дермы имеют волновой формат, определяли их минимальную и максимальную толщину. Мы включили в наш обзор оба граничных значения, взяв ожидаемые числа для нулевых дней жизни. Группа Какашева-Маженковская и др. 18, 19 опубликовала две статьи, в которых были включены образцы кожи новорожденных в 2011 году. В первой анализировались образцы кожи из 15 различных областей тела 18, а во второй оценивались только структурные компоненты поверхности над капиллитом19. 12 биопсий кожи на каждого пациента с 0.Размером 5 см была вся кожа и часть подкожной жировой ткани. Они были обработаны гистологически по стандартной парафиновой методике. Морфометрический анализ проводился с помощью вычислительной системы для обработки и анализа изображений (Lucia M, версия 3). Khalfa et al10 сообщили о гистологических и цитологических изменениях во время внутриутробного, эмбрионального и неонатального развития. Для этого в этом исследовании использовались биопсии кожи 30 эмбрионов и плодов в возрасте 2-6 месяцев и 15 новорожденных.Мы извлекли только шестимесячные плоды и данные новорожденных. Образцы фиксировали при оптимальной температуре сдвига и делали срезы с помощью криостата для замораживания при 5 мкм и -24 ° C. В дополнение к гистологии, анализы были выполнены с помощью сканирующей электронной микроскопии и морфометрии при поддержке программного обеспечения ImageJ.

Мы не проводили метаанализ, поскольку в исследованиях сообщалось о различных статистических описаниях измерений на различных анатомических участках тела, слоях и подслоях.Следовательно, процесс измерения кожи не позволил сопоставить результаты. Только три публикации представили средние значения с вариабельностью размеров толщины кожи и без статистического анализа сходств и различий. Даже в этом случае ни в одной статье не было значений доверительного интервала для измерений. При неполной описательной или аналитической статистике сравнения с использованием средних измерений и вариабельности были невозможны. После извлечения данных, взяв только описания размеров и средние значения без диапазонов или статистической строгости, исследования сообщили о вариациях между размерами толщины даже в одной и той же области отбора биоптатов.Например, общая толщина эпидермиса в брюшной полости новорожденных варьировалась от 150,3 мкм (без значений диапазона) до 650 ± 324 мкм, согласно Какашевой-Маженковской и др. 18 и Халфа и др. 10 соответственно.

В пяти из шести исследований были представлены данные о коже новорожденных для анализа, и только в двух из шести были представлены данные о коже плода. Учитывая, что 5–18% родов произошли до 37 недель беременности, 20 оценка позднего периода плода в этом обзоре имеет клиническое значение.Однако невозможно было сравнить толщину кожи плода и новорожденного. Кожа — это динамическая ткань, вовлеченная в непрерывный процесс кератинизации эпидермиса и шелушения на поверхности.5 Толщина кожи может быть маркером созревания кожи, а также структурной архитектуры, описанной Ersch et al21. Большая часть научной литературы по развитию кожи человека была получена из специализированных книг, в которых сообщалось об исследованиях, посвященных морфологическому эволюционному описанию ткани.Мало внимания уделялось значениям толщины их слоев или всей кожи. Часто цитируемое исследование 1980 Holbrook et al22 подтвердило, что в течение первого триместра жизни плода нет региональных изменений в эпидермальном слое, за исключением стопы, которая была более развитой как по толщине, так и по стадиям дифференцировки. Согласно Вольфу, во втором триместре окончательное ороговение эпидермиса произошло раньше на голове, ступнях и руках. 23

Такие классические гистологические значения, пропорции слоев и различия между участками тела новорожденных не подтверждаются характеристиками, полученными in vivo с использованием неинвазивных методов визуализации.Оценивая 436 ультразвуковых изображений кожи 222 живых новорожденных с гестационным возрастом от 24 до 41 недели беременности, Vitral et al9 сообщили о средней толщине эпидермиса на подошве, схожей с размером предплечья. Кроме того, средняя толщина дермы на подошве имела больший размер, чем на предплечье, и имела отрицательную корреляцию между толщиной кожного слоя и сроком беременности. Неинвазивные измерения заняли место в морфометрии тканей, что приблизило их к задачам клинической практики.Petersen et al24 связали толщину кожной складки новорожденных с недоношенностью, анализируя эхограммы ультразвукового исследования. Оптическая когерентная томография также оказалась точным методом с точки зрения повторяемости и воспроизводимости для измерения слоев кожи.12 Отчасти это связано с тем, что они обеспечивают просмотр тканей in vivo в режиме реального времени, а также благодаря надежности размеров и большему количеству результатов. точнее, чем гистологические препараты. Еще одно преимущество перед гистологическими методами — сохранение исходной морфологии ткани.9, 25 Однако инвазивные методы по-прежнему важны в таких ситуациях, как диагностика кожных заболеваний, 26, 27, а также пренатальная диагностика наследственных кожных заболеваний22

Основным ограничением этого обзора была низкая воспроизводимость результатов, извлеченных из первичных статей, в основном без акцента на количественный анализ толщины кожи новорожденных. Кроме того, описания методов измерения были неполными, что не позволяло провести надлежащее сравнение исследований и математическое обобщение результатов.В доказательной медицине в биомедицинских исследованиях актуальны как измерение, так и стандартизация методов измерения.1 Без данных о значениях вариабельности или доверительных интервалах в отношении размеров слоев и подслоев нет статистических доказательств, подтверждающих различия в толщине кожи между регионами пропорции тела и толщины слоев дермы и эпидермиса, часто приводимые в специализированных учебниках по коже новорожденных28

На сегодняшний день достоверная гистологическая толщина кожи новорожденных неизвестна, и существует лишь несколько исследований, посвященных этой теме.В этом всестороннем обзоре обобщены данные о толщине кожи во время родов, полученные с помощью инвазивной биопсии плодов и новорожденных. Принимая во внимание важность созревания кожного барьера у недоношенных новорожденных, для дальнейших исследований анализ с лучшим методологическим качеством будет по-прежнему актуален для лучшего определения размеров кожи при рождении, а также для их корреляции с клиническими проблемами, такими как поддержание температуры, инфекции, и другие показатели прогноза.

БЛАГОДАРНОСТИ

Министерство здравоохранения Бразилии, Программа развития промышленного комплекса здравоохранения (PROCIS), проект 23072.052747 / 2017-51 и CAPES-Brazil (PVE 88881.172810 / 2018-01).

    КОНФЛИКТЫ ИНТЕРЕСОВ

    Автор ZSNR объявляет о депонировании патента BR1020170235688 (CTIT-PN862) для анализа отражения кожи новорожденного и оценки гестационного возраста от имени Федерального университета Минас-Жерайс и Фонда Ампаро-а-Пескиса-де-Минас-Жерайс, Бразилия, http: // www .fapemig.br / en /.

    ВКЛАД АВТОРОВ

    IMFS и GLNV провели поиск, интерпретацию и анализ данных, а также написали и отредактировали исследование.ZSNR разработал этот систематический обзор, интерпретировал и проанализировал данные, а также написал и отредактировал исследование.

    Имя файла Описание
    srt12719-sup-0001-TableS1.docxapplication / docx, 38,7 КБ

    Обратите внимание: издатель не несет ответственности за содержание или функциональность любой вспомогательной информации, предоставленной авторами.Любые вопросы (кроме отсутствующего контента) следует направлять соответствующему автору статьи.

    ССЫЛКИ