УВЧ-терапия – метод борьбы с разными болезнями. Правила безопасности и особые указания. Насколько эффективной является УВЧ-терапия

Рассмотрим, как действует электрическое поле УВЧ на электролит и диэлектрик.

В растворе электролита в поле УВЧ возникает колебательное движение ионов согласно изменениям направления напряженности внешнего поля. Возникновение тока проводимости сопровождается выделением теплоты Q, причем за единицу времени в единице объема выделится:

где k - коэффициент пропорциональности; Е - напряженность электрического поля;  - удельное сопротивление электролита.

Под действием поля УВЧ в диэлектрике возникает изменение положения (вращательные колебания) полярных молекул-диполей или заряженных участков макромолекул в соответствии с переориентацией внешнего электрического поля (рис. 4).

Рис. 4. Движение молекулы-диполя и ионов между электродами Э при изменении электрического поля УВЧ.

При этом движение диполей отстает по фазе от колебаний напряженности электрического поля Е, что сопровождается образованием сил трения. В результате в единице объема диэлектрика за единицу времени выделится количество теплоты :

, (3)

где k - коэффициент пропорциональности;  - круговая частота; Е - напряженность электрического поля;  - относительная диэлектрическая проницаемость;  - угол диэлектрических потерь, зависящий от природы диэлектрика и частоты воздействия.

Ткани организма содержат как электролиты, так и диэлектрики. Поэтому при определении воздействия поля УВЧ не ткани необходимо учитывать суммарный эффект:

(4)

Необходимо отметить, что в зависимости от выбранной частоты колебаний электрического поля можно оказывать преимущественное (избирательное) воздействие или на электролиты, или на диэлектрики. Частота аппарата для УВЧ-терапии (40,86 МГц) обеспечивает наиболее эффективное нагревание тканей-диэлектриков.

Хорошо кровоснабжаемые ткани содержат большое количество электролитов. В связи с этим к тканям-электролитам можно отнести ткани мышц, печени, сердца, селезенки и т.д. Аналогичный подход позволяет в качестве тканей-диэлектриков указать жировую, костную ткани, сухожилия и др.

Часто при УВЧ-терапии используют не тепловой эффект, оказывающий массированное, высокоэнергетическое воздействие, а так называемый осцилляторный эффект. В этом случае на ткани действуют высокочастотным электрическим полем низкой интенсивности, основное влияние оказывается на положение в тканях ионов и молекул. В результате физиологическое состояние клеток изменяют с помощью более тонкого механизма, внося меньшие возмущения в клетки с нарушенным равновесием обменных процессов.

Практическая часть

Задание 1. Подготовить прибор к работе.

1. Ознакомьтесь с органами управления аппарата для УВЧ-терапии:

Переключатель "Напряжение" служит для включения прибора и установки рабочего напряжения для конкретного сетевого напряжения,

Кнопка "Контроль" используется при установке рабочего напряжения прибора,

Переключатель "Мощность" позволяет выбрать мощность, отдаваемую генератором,

Ручка "Настройка" устанавливает резонанс в терапевтическом контуре.

Стрелочный индикатор показывает:

Уровень сетевого напряжения (при отключенном терапевтическом контуре) или

Уровень мощности, отдаваемой генератором при включенном терапевтическом контуре.

ВНИМАНИЕ! ПЕРЕД ВКЛЮЧЕНИЕМ ПРИБОРА В СЕТЬ ПОВЕРНИТЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ "НАПРЯЖЕНИЕ" И "МОЩНОСТЬ" ПРОТИВ ЧАСОВОЙ СТРЕЛКИ В КРАЙНЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ!

2. Включите прибор, повернув переключатель "Напряжение" на одну позицию по часовой стрелке.

3. Нажмите кнопку "Контроль" и с помощью переключателя "Напряжение" установите стрелку индикатора на красном секторе.

4. Переключатель "Мощность" установите в положение "20".

5. Меняя положение ручки "Настройка", получите максимально возможное отклонение стрелки индикатора вправо (резонанс).

Задание 2 . Определить распределение электрического поля между электродами аппарата для УВЧ-терапии.

1. Установите между электродами аппарата УВЧ электрический диполь (дипольную антенну) (рис. 5) так, чтобы он находился в центре электродов.

Рис. 5. Блок-схема дипольной антенны

(1- антенна, 2 – выпрямитель, 3- миллиамперметр).

2. Исследуйте распределение напряженности электрического поля между электродами, перемещая диполь из центрального положения в вертикальном и горизонтальном направлениях и регистрируя ток миллиамперметра. Данные занесите в таблицу 1.

На основании полученных данных постройте график распределения высокочастотного поля I=f(L).

Таблица 1

Задание 3. Изучить динамику нагревания электролита и диэлектрика в поле УВЧ.

1. Поместите между электродами терапевтического контура электролит (физиологический раствор) и диэлектрик (костную ткань).

2. В пробирку с электролитом и в костный препарат поместите термометры, определите исходную температуру объектов.

3. Включите аппарат для УВЧ-терапии и в течение 5-10 минут регистрируйте показания термометров. Данные занесите в таблицу 2.

Таблица 2

4. На основании полученных данных постройте графики изменения температуры со временем. Объясните полученные данные.

УВЧ-терапия представляет собой комплексный лечебный метод, при котором используется воздействие переменного электрического поля ультравысокой частоты (УВЧ), подводимого к проблемным местам организма больного с помощью конденсаторных пластин. При проведении процедур УВЧ-терапии пользуются такими аппаратами, как УВЧ-30, УВЧ-66, «Экран-1», УВЧ 8-30 «Ундатерм» (универсальный аппарат средней мощности, воздействующий с применением конденсаторной методики, индукционного кабеля и настроенного контура), стационарный аппарат «Экран-2». Указанные аппараты (портативные и стационарные) подключают к сети переменного тока напряжением 220 В или 127 В. Электрическая схема этих аппаратов состоит из силового трансформатора, одного контура, который индуктивно связан с терапевтическим устройством, имеющим конденсаторные пластины - электроды, через которые осуществляется воздействие импульсным полем ультравысокой частоты на проблемные (патологические очаги) места пациента.

Конденсаторные пластины-электроды представляют собой:

Дисковые металлические пластины небольших размеров с покрытием из изолирующего материала (пластмассы, резины, оргстекла);

Гибкие мягкие прямоугольные пластины площадью 150, 300 и 600 см 2 .

Методика и техника проведения процедур УВЧ-терапии

Процедуру проводят, используя две конденсаторные платины, которые располагают поперечно, продольно или под углом по отношению к поверхности тела, при этом между ними расстояние должно быть не менее диаметра пластины, в противном случае могут произойти повышение напряженности поля и перегревание кожного покрова у пациента (вплоть до ожога). В том случае, когда конденсаторные пластины-электроды располагаются поперечно, то силовые линии электрического поля, возникающие при включении аппарата, пронизывают всю толщу очага воздействия на теле пациента. Такая методика применяется при глубоком расположении очага поражения (патологическом).

В другом случае, когда патологический очаг находится на поверхности тела пациента, конденсаторные пластины-электроды устанавливают продольно. По данной методике силовые линии электрического поля располагаются поверхностно, но охватывают патологический очаг на небольшую глубину, не проникая вглубь.

В медицинской практике чаще всего применяется первая методика с поперечным расположением конденсаторных пластин.

При проведении процедур УВЧ-терапии обязательно соблюдается такое условие: между пластиной-электродом и поверхностью тела пациента оставляют воздушный зазор, величина которого определяется глубиной патологического очага. Например, при поверхностном расположении очага поражения воздушный зазор устанавливается в 0,5-1 см, а при глубоком - от 2 до 4 см. При этом общая величина зазора под обеими пластинами не должна превышать 6 см при использовании портативных аппаратов. Кроме того, воздушный зазор необходимо сохранять неизмененным во время всей процедуры. Это достигается применением специальных прокладок из перфорированного (т.е. с небольшими отверстиями) войлока или фетра определенной толщины.

При проведении процедур УВЧ детям и подросткам эти прокладки фиксируются на пластинах-электродах, аналогично поступают и при использовании гибких мягких электродов.

При выполнении процедур УВЧ соблюдают такое условие: воздушный зазор между одним из электродов-пластин и патологическим очагом должен быть минимальным - от 2 до 1 см, а зазор под другим электродом - большим, но не более 4 см. Например, при пневмонии заднего сегмента нижней доли легкого справа пластину-электрод спереди располагают с воздушным зазором в 4 см, а сзади - в 2 см.

В зависимости от величины патологического очага при процедурах УВЧ применяют пластины-электроды №1,2 или 3.

При выполнении процедур УВЧ производят дозирование воздействия электрического поля на очаг поражения (патологический) по выходной мощности соответствующего аппарата, по тепловым ощущениям пациента, а также по времени воздействия.

В медицинской практике процедур УВЧ на основании ощущений пациенты различают дозы: атермические, олиготермические и термические. При атермической дозе теплообразование в патологическом очаге несущественно, поэтому тепловыми рецепторами кожи не воспринимается, а в итоге у пациента не возникает ощущения тепла. Для получения атермической и олиготермической дозы при проведении процедур УВЧ обычно используют наименьшую выходную мощность соответствующего аппарата. В том случае, когда пациентом отмечается ощущение интенсивного тепла, увеличивают воздушный зазор в допустимых пределах.

Уменьшать тепловую дозу за счет нарушения резонанса, ориентируясь на слабое свечение неоновой лампочки, внесенной в электрическое поле УВЧ, не рекомендуется.

Инструкциями Минздрава России установлено, что воздействие электрическим полем УВЧ у взрослых в области лица, шеи проводят при мощности тока в 20-30-40 Вт, в области грудной клетки, органов брюшной полости и малого газа - в 70-80-100 Вт, на мелкие суставы кистей, лучезапястные, локтевые, на плечевые - 30-40 Вт, на голеностопные, коленные, тазобедренные суставы - 70-80- 100 Вт.

При проведении процедур УВЧ у детей и подростков мощность воздействия устанавливается в зависимости от возраста. Например, при воздействии электрическим полем УВЧ в области лица и шеи устанавливают 15-20-30 Вт, в области грудной клетки, брюшной полости - 30-40-70 Вт, на верхние и нижние конечности - 15-20-30-40 Вт. Для сохранения постоянного воздушного зазора при проведении процедур УВЧ-тераиии у детей и подростков между пластинами-электродами и поверхностью тела помещают войлочные или фланелевые круги толщиной 1, 2, 3 см в зависимости от воздушного зазора.

Процедуру проводят ежедневно, но иногда через день. На весь курс лечения УВЧ-терапии назначают от 5 до 15 процедур у взрослых и от 4 до 12 - у детей.

Механизм действия УВЧ-поля относительно сложен и выражается в колебательных движениях заряженных частиц с последующими физико-химическими изменениями в клеточной и молекулярной структуре тканей в области воздействия на патологический очаг пациента. В результате процессов, происходящих в поверхностных и глубоких тканях под воздействием УВЧ-поля, отмечается выделение тепла с разной интенсивностью, зависящей от мощности подаваемого к пластинам-электродам тока. В то же время применение УВЧ-поля в нетепловой дозировке по утвержденным Минздрава России методикам оказывает выраженное осцилляторное действие. Изолировать тепловое и осцилляторное действие практически невозможно, поэтому ответные реакции организма пациента при воздействии на патологические очаги связаны с суммарным эффектом действия электрического поля УВЧ, но при некоторых методиках проведения процедур возможно создание преимущества теплового или осциллярного действия.

Проведенными в СССР в 1970-1980-х гг. специальными клиническими исследованиями было достоверно установлено, что электрическое поле УВЧ при проведении соответствующих процедур оказывает такие действия, как:

Усиление крово- и лимфообращения в патологическом очаге;

Дегидратация воспаленных тканей;

Стимулирование функций ретикулоэндоте-лиальной системы, повышение активности и интенсивности фагоцитоза;

Заметное увеличение количества ионов кальция в очаге воспаления;

Снижение жизнедеятельности болезнетворных бактерий, замедление всасывания токсических продуктов из очага воспаления;

Усиление процессов образования защитного барьера из элементов соединительной ткани;

Антиспастическое действие на гладкую мускулатуру желудка, кишечника, желчного пузыря;

Заметное стимулирование желчеотделения;

Определенное уменьшение секреции бронхиальных желез, ускорение регенерации нервных элементов при воспалительно-дегенеративных и травматических повреждениях;

Расширение капилляров, артериол;

Ускорение кровотока в патологическом очаге;

Снижение высокого артериального давления (нередко проявляется брадикардия);

Нарастание клубочковой фильтрации;

Усиление кровотока в области почек.

Указанными выше исследованиями научно обоснованы следующие показания к применению УВЧ-терапии:

Острые воспалительные процессы в органах и системах;

Травма спинного мозга и периферических нервов;

Радикулит;

Невралгия;

Полиомиелит;

Энцефалит;

Миелит в периоды подострого и хронического течения;

Болезнь Рейно;

Облитерирующий эндартериит;

Острые и подострые воспаления матки и придатков.

Исследованиями, проведенными в специализированных клиниках, выявлены следующие противопоказания:

Злокачественные новообразования;

Системные заболевания крови;

Сердечная недостаточность II-III степени;

Аневризма аорты;

Гипотония (стойкое пониженное артериальное давление);

Наклонность к кровотечениям;

Инфаркт миокарда;

Туберкулез легких в активной фазе.

Ультравысокочастотная терапия – метод лечения переменным электромагнитным полем в частотном диапазоне от 30 до 3000 МГц. При УВЧ-терапии лечебный эффект достигается за счет воздействия на органы и ткани организма электрической составляющей переменного электромагнитного поля. Для этого орган, на который оказывается воздействие, помещается между пластинами конденсатора колебательного контура генератора переменного электромагнитного поля (рис.2).

Электрическое поле ультравысокой частоты обладает высокой проникающей способностью, которая зависит от диэлектрических свойств тканей организма. Под действием переменного электрического поля происходят колебания ионов, смещение электронных оболочек и атомных групп в пределах молекул (явление электронной и атомной поляризации), возникает также ориентационная или дипольная поляризация в полярных молекулах, имеющих собственный дипольный момент.

Поглощенная энергия поля УВЧ преобразуется главным образом в тепло (тепловой эффект действия поля).

Количество теплоты, выделяемой в тканях:

где q1 – количество теплоты выделяемой в электролите, а q2 – количество теплоты, выделяемой в диэлектрике.

где – Е – эффективное значение напряженности электрического поля, r– удельное сопротивление электролита.

q2 =w Е 2 ee 0 tgd

где w - круговая частотных колебаний, e - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, e 0 - электрическая постоянная, d - угол диэлектрических потерь.

Наибольшее количество тепла при действии поля УВЧ образуется в подкожной клетчатке, меньше в мышцах, коже, нервной ткани, крови и лимфе, т.е. в тканях которые являются диэлектриками, обладают электроизоляционными свойствами, выделяется наибольшее количество тепла.

Реакция организма на действие поля УВЧ обусловлены функциональными и биохимическими сдвигами, возникающими в ответ на нагревание тканей и раздражение терморецепторов. Электрическое поле УВЧ снимает чувствительность болевых рецепторов, это обуславливает болеутоляющее действие. В очаге воспаления усиливается кровообращение, уменьшается воспалительный отек, стимулируется фагоцитоз.

Используется УВЧ-терапия при острых гнойных инфекциях – фурункул, карбункул, панариций, острых воспалительных процессах – в легких, бронхах, в желчном пузыре, при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, нервной системы – невромы, последствия травмы спинного мозга, заболеваний периферических сосудов – эндоартериит, тромбофлебит.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Методическое пособие к лабораторным работам по медицинской и биологической физике для студентов первого курса

Профессионального образования тюменская государственная медицинская академия министерства здравоохранения и социального развития российской.. гбоу впо тюмгма минздравасоцразвития России кафедра.. схематическое изображение электрического поля сердца..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

Электрокардиографические отведения
Для регистрации электрической активности сердечной мышцы необходимо отвести разность потенциалов с поверхности тела человека. Для этой цели используются электроды – металлические пл

Регистрирующие устройства
Усиленный сигнал с выхода усилителя поступает на регистрирующее устройство, которое предст

Ход работы
Подготовка к работе: 1. Проверить, заземлён ли электрокардиограф.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.5
Тема:Изучение статистических методов обработки опытных данных. Значение темы в системе знаний врача: Работники здравоохранения поставляют основную массу д

Проведение статистической обработки результатов исследования
Рассмотрим краткую схему обработки полученной цифровой информации. Например, исследователь провел изучение каких-то показателей у здоровых людей и больных. Что делать с этими цифрами дальше?

Нормальный закон распределения
Результаты, полученные при измерении той или иной величины, нельзя принять из-за ряда случайностей за достоверные (действительные значения измеряемых величин). Тогда приходится говорить о вероятнос

Проверка распределения эмпирических данных на нормальный закон распределения
Нормальное распределение случайной величины встречается в природе очень часто. В связи с этим при отсутствии оснований предполагать, что случайная величина распределена не нормально, в первую очере

Получение статистического материала
Определение времени полного сердечного сокращения по электрокардиограмме.

Ход работы
Упражнение 1.Измерение длительности полных сердечных сокращений (SR-R). 1)Исследуя 30 интервалов зубцов R-R, на

Изучение устройства и работы аппарата для УВЧ-терапии
Цель работы: Ознакомление с принципом действия аппарата для УВЧ-терапии; исследование пространственного распределения электрического поля УВЧ, а так же исследование

Физиотерапия
Воздействие переменным электромагнитным полем на организм человека для достижениялечебного эффекта следует отнести к методам физиотерапии (греческое physics–природа + therapy–лечение).

Индуктотермия
Индуктотермия (лат.Inductio-наведение + греческое therme-теплота) – метод электролечения, при котором на ткани организма воздействуют переменным электромагнитным полем высокой частоты (13,56 МГц).

Конструктивные особенности аппаратов для УВЧ –терапии и индуктотермии
Основным функциональным блоком указанных аппаратов является двухтактный ламповый генератор переменного электромагнитного поля. Электромагнитные колебания возникают в колебате

Явление преломления света. Закон Снелля
При переходе света через границу раздела двух сред, скорость распространения света, в которых различна, происходит изменение его направления. Это явление называется преломлением или рефра

Предельные углы преломления и полного отражения
При переходе света из среды с меньшим показателем преломления (оптически менее плотная среда) в сред

Естественный и поляризованный свет
Свет – это электромагнитные волны, уравнение которых имеет вид: где

Поляризатор и анализатор
Устройство, позволяющее получать поляризованный свет из естественного, называют поляризатором. Он пропускает только составляющие вектора

Закон Малюса
Пусть колебания вектора поляризованной световой волны совершаются в плоскости, составляющей угол j с

Вращение плоскости поляризации
Явление вращения плоскости поляризации заключается в повороте плоскости поляризации поляризованного света при прохождении через вещество. Вещества, обладающие таким свойством, называют оптически

Устройство и принцип работы поляриметра
Принципиальная схема поляриметра:

Устройство и работа составных частей прибора
Составные части прибора (рис.4): 1 – кронштейн 2 – соединительная трубка

Поглощение света веществом
При пропускании света через слой вещества его интенсивность уменьшается. Интенсивность уменьшается вследствие взаимодействия световой волны с электронами вещества, в результате чего часть световой

Коэффициент пропускания, оптическая плотность
Отношение интенсивности света, прошедшего сквозь данное тело или раствор к интенсивности света, падающего на тело, называется коэффициентом пропускания:

Устройство и принцип работы фотоэлектроколориметра
Фотоэлектроколориметр ФЭК служит для определения концентраций окрашенных растворов по поглощению света этими растворами.

Использование концентрационной колориметрии в медицине
Метод концентрационной колориметрии широко применяется в медицине. Фотоэлектроколориметр используется в клинико-биохимических исследованиях. Колориметр позволяет производить измерения коэффициентов

Одним из самых эффективных методов физиологического воздействия является терапия УВЧ. Она применяется при различных заболеваниях, но больше всего востребована именно при недугах опорно-двигательной системы. Также довольно эффективно ультравысокая частота помогает снимать воспалительные процессы. Данную терапевтическую методику используют уже более двадцати лет. Что такое ультравысокочастотная терапия, интересует многих пациентов, которым была назначена данная процедура.

Механизм ее действия заключается в том, что на суставные сочленения, органы, связки или ткани оказывает действие электромагнитное поле с высокой частотой. После проведения процедуры улучшается кровоток и стихает воспаление в обрабатываемом участке. Именно по этой причине терапия УВЧ и используется во многих недугах.

Процедура УВЧ доступна и для проведения в домашних условиях. Но все же лучше лечиться именно при помощи стационарной аппаратуры и специалиста, таким образом, УВЧ терапия будет безопасной и не вызовет неприятных последствий.

Опасность может быть вызвана тем, что многие пациенты не знают, как проводить процедуру с электромагнитным полем и часто получают ожоги при самостоятельном использовании аппаратов. Чтобы понять, как действует данная методика, необходимо расшифровать ее аббревиатуру, таким образом, станет понятно, как воздействуют на организм токовые ультравысокие частоты.

Если их неправильно применять, то терапия вместо пользы принесет вред. Проводят ее при помощи токовых генераторных механизмов, обладающих высокочастотными характеристиками. От этих элементов отходит пара пластинок с конденсирующими элементами, через которые частота воздействует на тканевые структуры и органы пациента.

В них под действием тока происходит ионное колебание и производится эффект прогревания. Именно поэтому, многие больные называют эту методику тепловой. Но прежде чем отправиться на прием к физиотерапевту, необходимо узнать, как собственно проводят сеансы, и что ожидает пациента в кабинете у специалиста.

Методика

УВЧ — терапия

Пациента усаживают или укладывают в нужное для проведения сеанса положение. Затем располагают аппаратные пластинчатые элементы на расстоянии в несколько сантиметров от кожных покровов. Данный промежуток достигается благодаря тканевой или марлевой салфетке, которая должна быть полностью сухой. Этот зазор необходим для того, чтобы пациент не получил ожог кожных покровов. К тому же пластины аппарата покрываются специальным изолирующим материалом. В зависимости от недуга или участка, на которое будет действовать частота, положение, может иметь продольный или поперечный тип.

В определенных участках, к примеру, на нижних или верхних конечностях, пластинчатые элементы располагают друг напротив друга, а между ними помещают тот участок тела, который будет обрабатываться излучением. Таким образом, действие терапии УВЧ будет значительно эффективнее.

Это необходимо для того, чтобы снизить воспалительный процесс в органах или глубинных слоях тканей. Если же необходимо воздействовать на место, располагающееся близко к кожным покровам, пластинчатые элементы располагают продольным образом. В таком случае расстояние между пластинами должно быть не меньше, чем их диаметр.

Также необходимо правильно подобрать силу тока. К примеру, при воспалении, она должна быть как можно ниже, чтобы тепловое излучение не было ощутимо, а для того чтобы ускорить регенерационные процессы в тканях, тепло должно ощущаться хорошо. УВЧ терапия чаще всего занимает от пяти до пятнадцати минут.

Этот временной интервал определяется в зависимости от того, какое у пациента заболевание и к какой возрастной категории он относится. Количество сеансов определяет физиотерапевт, чаще всего достаточно десять–пятнадцать процедур.

Воздействие

Уже несколько десятков лет многие недуги, имеющие хроническое течение, и заболевания, находящиеся на стадии излечения, лечат при помощи ультравысокочастотного излучения. Подобные терапевтические сеансы назначают пациентам, у которых диагностирован бронхит, отит и гайморит.

Также терапия УВЧ часто применяется при заболеваниях суставных структур, связочного аппарата, недугах сосудистой системы и сердца, а также и болезнях желудка и кишечника.

Сеансы данной терапевтической методики позволяют:

• Уменьшить патогенную микрофлору в организме.
• Увеличить лейкоцитарную массу и усилить ее воздействие.
• Ускорить кровоток.
• Активизировать иммунную функцию организма.
• Расширить капилляры и снизить сосудистый тонус .
• Улучшит обменные процессы, и стимулировать моторику кишечника.
• Снять сильные спазмы.
• Улучшить слизистый отток в гайморовых пазухах и легких.
• Снять отечность и купировать очаг воспаления.
• Снять болевой синдром.
• Расслабить пациента и успокоить его нервную систему.

Показания

Что представляет собой терапия УВЧ многим пациентам известно еще с детства. Данная процедура позволяет избавиться от недугов, представленных:

• • Астмой и бронхитом.
  • Отитом, конъюнктивитом, гайморитом.
  • Ангиной, тонзиллитом, ларингитом при комплексном лечении.

• Воспалением, которое имеет гнойную этиологию.
• Вегетососудистой дистонией.
• Фурункулезами, панарициями , гнойными ранами и трофическими язвами .
• Тромбофлебитами , сосудистыми спазмами, варикозом и нарушением мозгового кровотока.
• Холециститом, панкреатитом, кишечными спазмами, гастритом, вирусным гепатитом.
• Заболеваниями женской половой системы, климаксом.
• Остеохондрозом , радикулитом, миалгией , миозитом , невралгией.

Лечение остеохондроза при помощи УВЧ

Также многим пациентам с травматологическими проблемами назначают данную процедуру. Она помогает быстрее сращивать переломы , лечить растяжения и вывихи, ускоряя процесс регенерации и позволяя избежать осложнений.

Побочные эффекты

К побочным эффектам данной терапевтической процедуры можно отнести следующее.

Появление ожогов. Термические поражения кожных покровов могут появиться из-за того, что при сеансах, вместо сухой ткани, была использована влажная. Также ожоги может вызывать и касание металлических пластин к оголенным участкам эпидермиса.

Кровотечения. Использование данной терапевтической методики до того как будет проведена хирургическая операция может увеличить риски возникновения кровотечений. Электромагнитное поле воздействует на ткани, разогревая их. Это приводит к гиперемии в зоне действия поля, что в итоге может привести к тому, что данная область будет кровоточить.

Появление рубцов. Лечебное воздействие процедуры, в частности, направляется на развитие соединительных тканей, которые во время воспаления представляют собой защитные барьеры, препятствующие распространению патогенной микрофлоры по организму. Однако, в некоторых случаях, эти ткани могут перерождаться в рубцовую ткань в процессе прогревания. Поэтому после операции на месте швов высокочастотные волны применять не стоит.

Удар током. К побочным эффектам можно отнести удар током. Такая ситуация возникает довольно редко, к ней приводит несоблюдение правил техники безопасности. В том случае, если больной нечаянно коснется оголённых участков прибора, находящихся под напряжением, его может ударить током.

Противопоказания

Не каждому пациенту для лечения имеющихся недугов подходит терапия УВЧ. Как и любая другая физиотерапия, данная процедура не может быть применена при заболеваниях, представленных:

• Онкологией, мастопатией, миомами.
• Плохой свертываемостью крови и при некоторых сосудистых недугах.
• Тиреотоксикозом.
• Пониженным давлением.
• Инфарктом и сердечной недостаточностью.
• Высокой температурой.
• Вынашиванием плода.

Помимо этого, если у больного имеются имплантаты из металла, к примеру, кардиостимулятор или зубные коронки, он должен сообщить об этом лечащему врачу и физиотерапевту, который будет проводить процедуру. Возможно, данный фактор станет противопоказанием для проведения сеанса. Именно по этой причине к лечению терапией УВЧ нужно прибегать только в том случае если терапевтическая методика была назначена врачом.

Видео: Ультра высокие частоты для нашего лечения

ЛЕКЦИЯ 17 ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ТКАНЯХ ОРГАНИЗМА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТОКОВ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

ЛЕКЦИЯ 17 ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ТКАНЯХ ОРГАНИЗМА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТОКОВ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

1. Действие постоянного тока.

2. Действие переменного тока (НЧ, ЗЧ, УЗЧ). Пороговые значения.

3. Действие высокочастотного тока.

4. Действие магнитных полей.

5. Действие постоянного электрического поля.

6. Действие переменного электрического поля (УВЧ).

7. Действие электромагнитных волн (СВЧ).

8. Задачи.

Различные виды биологических тканей обладают различными электрическими свойствами. Одни ткани являются диэлектриками, а другие проводниками. В состав организма входят биологические жидкости (электролиты), содержащие большое количество ионов, которые участвуют в различного рода обменных процессах. По этим причинам свойства биологических тканей существенно изменяются под воздействием токов и электромагнитных полей.

17.1. Действие постоянного тока

Физиологическое действие постоянного электрического тока связано с двумя физическими процессами.

Во-первых, постоянное электрическое поле вызывает направленное движение ионов к полюсам. Ускоряющему действию электрических сил противодействуют силы сопротивления, возникающие при столкновении ионов с другими частицами. В результате устанавливается некоторая средняя скорость перемещения ионов, которая, как показывает опыт, пропорциональна напряженности электрического поля в данном месте:

Коэффициент пропорциональности b называется подвижностью иона.

Подвижность иона численно равна средней скорости его перемещения в данной среде при напряженности поля 1 В/м.

Обычно используют внесистемную единицу подвижности - см/час.

Величина подвижности зависит от вида иона и среды, в которой он движется. Приведем значения подвижности некоторых ионов в водной среде:

Различия в подвижностях ионов приводят к их разделению, изменению концентраций, а также к образованию местных пространственных зарядов.

Во-вторых, постоянное электрическое поле оказывает ориентирующее действие на дипольные молекулы и вызывает электронную поляризацию молекул, не обладающих дипольным моментом. В результате изменяется содержание ионов в компартментах различных тканей.

Эти электрокинетические процессы и определяют физиологическую реакцию организма на постоянный ток.

Воздействие постоянным электрическим током на те или иные области тела человека осуществляется с помощью электродов, наложенных на соответствующие участки поверхности тела.

На электродах, через которые к пациенту подводится ток, происходит выделение веществ, среди которых есть и химически активные. Для предотвращения химического ожога подлежащих тканей электроды накладываются через влажные прокладки.

Физиологический эффект, производимый постоянным током, зависит от его плотности и времени действия. Для предотвращения ионного дисбаланса тканей продолжительность процедур с применением постоянного тока обычно не превышает 20-30 минут.

Все аппараты для проведения лечебных процедур постоянным током имеют на передней панели миллиамперметр и ручку потенциометра для установки требуемого значения силы тока.

К основным физиотерапевтическим процедурам, использующим постоянный ток, относятся гальванизация и электрофорез.

Гальванизация - лечебное воздействие на организм постоянным электрическим током невысокого напряжения и небольшой силы.

Название метода связано с устаревшим названием постоянного тока - «гальванический ток».

При гальванизации различных участков тела используют следующие токи:

В результате гальванизации в тканях активизируются системы регуляции локального кровотока. Происходит расширение просвета дермальных сосудов и возникает гиперемия кожных покровов. Расширение капилляров и повышение проницаемости их стенок происходит не только в месте наложения электродов, но и в глубоко расположенных тканях.

Электрофорез - введение лекарственного вещества через кожу или слизистые оболочки с помощью постоянного тока.

Для этого под соответствующий электрод кладут прокладки, смоченные лекарственным препаратом. Лекарство вводят с того полюса, зарядом которого обладают его ионы. Через катод вводят анионы (йод, гепарин, бром), а через анод - катионы (Na, Ca, новокаин).

Электрофорез - достаточно длительная процедура, что связано с низкой подвижностью ионов. Сопутствующим эффектом этой процедуры является гальванизация.

Расположение электродов на теле пациента и продолжительность процедуры определяются местом залегания ткани, на которую оказывается лечебное воздействие.

17.2. Действие переменного тока (НЧ, ЗЧ, УЗЧ). Пороговые значения

Переменный ток проводимости представляет собой колебательные движения ионов.

Действие, которое оказывает на организм переменный (синусоидальный) ток, зависит от частоты и амплитуды тока. В медицине принята следующая классификация частот переменного тока.

Как и постоянный ток, переменный ток оказывает на ткани организма раздражающее действие. Возбуждение нервной и мышечной тканей постоянным или переменным током (ν ниже 100 кГц) может стать причиной электротравмы. Процессы возбуждения в ритме, не свойственном организму, нарушают нормальную жизнедеятельность. Особенно опасны такие нарушения в сердце, дыхательной мускулатуре, центральной нервной системе. Наибольшую опасность представляют частоты 30-300 Гц. Следует понимать, что поражающее действие переменного тока определяется не напряжением, а зарядом, проходящим за половину периода. Это связано с тем, что в основе действия тока на ткани лежит их поляризация, степень которой пропорциональна величине прошедшего заряда. Вот почему для токов высокой частоты (полупериод очень мал) поражающее действие не наступает даже при токах в десятки ампер. В то время как ток частоты 50 Гц может стать причиной гибели человека при силе 0,1 А.

С токами НЧ- и ЗЧ-диапазонов врач встречается не только как с травмирующим фактором. Их применяют для электродиагностики и электростимуляции биологических систем. Как правило, в этих целях используют не синусоидальные, а импульсные токи.

Пороговые значения тока

Мы знаем (лекция 3), что восприятие звука характеризуется двумя пороговыми значениями - порогом слышимости и порогом болевого ощущения. Аналогичные величины используются и для переменного тока НЧ- и ЗЧ-диапазонов.

Порог ощутимого тока - минимальная сила тока, раздражающее действие которого ощущает «средний» человек.

Реакция человека на ток определяется не только его силой и частотой, но и областью, через которую ток проходит. Зависимость порога ощутимого тока на участке «предплечье - кисть» для среднего мужчины показана на рис. 17.1 (кривая 1). Для частоты

Рис. 17.1. Зависимость среднего значения порога ощутимого тока (1) и порога неотпускающего тока (2) от частоты

50 Гц (промышленный ток) эта величина составляет приблизительно 1 мА.

Промышленный ток 3 мА вызывает легкое покалывание в пальцах, прикасающихся к проводнику. Ток 3-5 мА вызывает раздражающее ощущение во всей кисти руки. Ток 8-10 мА приводит к непроизвольному сокращению мышц кисти и предплечья. При токе порядка 15 мА непроизвольные мышечные сокращения приобретают такую силу, что человек не в состоянии разжать кисть, держащую проводник.

Порог неотпускающего тока - минимальная сила тока, вызывающая у «среднего» человека такое сгибание суставов, при котором человек не может самостоятельно освободиться от проводника - источника напряжения.

Зависимость порога неотпускающего тока для среднего мужчины показана на рис. 17.1 (кривая 2). У детей и женщин пороговые значения обычно ниже.

Превышение порога неотпускающего тока может быть губительным для человека (паралич дыхательных мышц, фибрилляция сердца).

17.3. Действие высокочастотного тока

На частотах свыше 100 кГц раздражающее действие переменного тока полностью прекращается. Это связано прежде всего с тем, что на таких частотах воротные процессы ионных каналов не успевают

срабатывать и внутриклеточный состав не изменяется. Основным первичным эффектом в этом случае является тепловое воздействие. (Постоянный ток, токи НЧ и ЗЧ для нагревания тканей непригодны, так как их использование при больших значениях может привести к электролизу и разрушению).

Удельная тепловая мощность, выделяющаяся в тканях, определяется по формуле (10.10): q = j 2 p, где ρ - удельное сопротивление ткани, а j - плотность тока в ней. Сила тока, а следовательно, и его плотность, зависят от импеданса ткани, который, в свою очередь, зависит от частоты (см. лекцию 15). Поэтому подбором частоты тока можно добиться селективного теплового воздействия на ткани нужного вида.

Преимущества лечебного прогревания ВЧ-токами перед обычной грелкой очевидны:

Теплота выделяется во внутренних частях организма, а не поступает через кожные покровы;

Подбором соответствующей частоты можно осуществлять избирательное воздействие на нужный вид ткани;

Количество выделяемой теплоты можно дозировать, регулируя выходную мощность генератора.

Использование высокочастотных токов в медицине

Прогревание тканей высокочастотными токами используют в следующих физиотерапевтических процедурах.

Диатермия - метод электролечения, заключающийся в местном воздействии на организм переменным током высокой частоты и большой силы, приводящем к повышению температуры тканей.

При диатермии применяют ток частоты 1-2 МГц и силы 1-1,5 А. Свинцовые электроды накладывают на тело пациента так, чтобы прогреваемый участок находился между ними. Величина напряжения 100-150 В. Плотность тока определяется площадью электродов и общим сопротивлением ткани между ними. Сильнее нагреваются ткани с большим удельным сопротивлением (кожа, жир, мышцы). Меньше нагреваются органы, богатые кровью или лимфой (легкие, печень, лимфоузлы).

Недостаток диатермии - непродуктивное выделение теплоты в слое кожи и подкожной клетчатке.

Местная дарсонвализация - метод электролечения, заключающийся в местном воздействии на организм слабым импульсным током высокой частоты и высокого напряжения.

При дарсонвализации применяют ток частотой 100-400 кГц и напряжением в десятки кВ. При этом к телу пациента прикладывается только один стеклянный электрод, заполненный графитом (рис. 17.2).

Рис. 17.2. Дарсонвализация лица (а), десен (б)

Графит, стекло и поверхность тела, к которой приложен электрод, образуют конденсатор С 1 (рис. 17.3). Второй электрод находится внутри корпуса прибора. Этот электрод, тело пациента и находящийся между ними слой воздуха образуют конденсатор С 2 . Электрическая схема подключения показана на рис. 17.3. Она включает два конденсатора и резистор R, изображающий сопротивление прогреваемого участка.

Рис. 17.3. Электрическая схема дарсонвализации

При частоте 100-400 кГц импеданс цепи обеспечивает силу тока в цепи I = 10-15 мА. В воздушном промежутке между электродом Э и поверхностью тела возникает электрический разряд, который

стимулирует в коже положительные для нее физиологические процессы и вызывает деструкцию оболочек микроорганизмов.

Токи высокой частоты используются и в хирургических целях.

Диатермокоагуляция - прижигание, «сваривание» ткани. При этом применяется ток плотностью 6-10 мА/мм 2 , в результате чего температура ткани повышается и ткань коагулирует.

Диатермотомия - рассечение тканей при помощи электрода в форме лезвия, который дает узкий ровный разрез без капиллярного кровотечения. При этом плотность тока составляет 40 мА/мм 2 .

Электрохирургическое воздействие сопровождается меньшими кровопотерями.

17.4. Действие магнитных полей

Магнитное поле оказывает силовое воздействие на движущиеся заряженные частицы (ионы) и ориентирующее воздействие на частицы, обладающие магнитным моментом. Переменное магнитное поле создает в проводящих тканях токи Фуко, которые оказывают как тепловое, так и раздражающее действие. С этими физическими эффектами связаны разнообразные биологические эффекты. Условно их делят на тепловые и нетепловые.

Магнитные поля, используемые в медицине, создаются постоянными магнитами или катушками-соленоидами, которые называют индукторами. Во время проведения терапевтических процедур с использованием магнитного поля пациент не имеет контакта с проводниками, находящимися под напряжением. Поэтому эти процедуры электробезопасны.

Постоянное магнитное поле

Постоянная магнитотерапия - лечебное использование нетепловых эффектов постоянного магнитного поля.

Постоянные магнитные поля с индукцией 1-50 мТл вызывают перестройку жидкокристаллических структур биологических мембран, что существенно изменяет проницаемость липидного бислоя и приводит к усилению метаболической и ферментативной активности клеток. В цитоплазме такие поля индуцируют фазовые гель-золь переходы. Воздействие постоянного магнитного поля на кровь и

Рис. 17.4. Пояс радикулитный

лимфу может существенно изменять их вязкость и другие физико-химические свойства. Вместе с тем следует подчеркнуть, что физическая природа воздействия постоянного магнитного поля на биологические объекты изучена слабо.

В настоящее время с лечебной целью используют устройства нескольких типов.

1. Магнитоэласты, изготовленные из смеси полимерного вещества с порошкообразным ферромагнитным наполнителем (имеет множество локальных магнитных полюсов). Наборы эластичных магнитов в корсете создают основу всевозможных радикулитных поясов (рис. 17.4). Магнитная индукция 8-16 мТл.

2. Магниты кольцевые, пластинчатые, дисковые. Магнитная индукция 60-130 мТл.

3. Микромагниты - намагниченные иглы, шарики, клипсы (для магнитопунктуры). Магнитная индукция 60-100 мТл.

4. Пластинчатые магниты используют в виде браслетов, носимых на запястье пациента. Магнитная индукция 20-70 мТл.

Переменное магнитное поле

Лечебное действие переменного магнитного поля связано как с тепловыми, так и с нетепловыми эффектами токов Фуко, которые возникают в проводящей среде при изменении магнитного поля.

Импульсная магнитотерапия - лечебное применение импульсного магнитного поля при невысокой частоте следования импульсов (0,125-1000 имп/с).

Здесь используются нетепловые эффекты. Токи Фуко значительной плотности способны вызвать возбуждение волокон периферических нервов и ритмические сокращения миофибрилл скелетной мускулатуры, гладких мышц сосудов и внутренних органов. Вихревые токи низкой частоты способны блокировать афферентную импульсацию из болевого очага (купирование болевого синдрома).

На рисунке 17.5 показано лечебное воздействие импульсного поля на нижнюю конечность, помещенную внутрь блока соленоидов. Здесь используют поле с частотой 10 имп/с и индукцией 30 мТл.

Рис. 17.5. Расположение индуктора при низкочастотной магнитотерапии нижней конечности

Высокочастотная магнитотерапия - лечебное применение магнитной составляющей гармонического электромагнитного поля высокой частоты (устаревшее название этого метода - индуктотермия).

В результате явления электромагнитной индукции (как и в случае импульсного магнитного поля) в проводящих тканях образуются вихревые токи Фуко, нагревающие объект. Для гармонического магнитного поля плотность токов Фуко пропорциональна его частоте (ν). Выраженный тепловой эффект начинает проявляться на частотах порядка 10 МГц. Количество теплоты, выделяющейся за единицу времени в единице объема проводника, определяется формулой

Здесь ρ - удельное сопротивление ткани. Коэффициент пропорциональности k зависит от геометрических характеристик прогреваемого участка.

В отличие от методов лечения высокочастотными токами, основное тепловое воздействие в данном случае оказывается на ткани с малым удельным сопротивлением. Поэтому сильнее нагреваются ткани, богатые сосудами, например мышцы. В меньшей степени нагреваются такие ткани, как жир.

Для формирования переменного магнитного поля используют индукторы-соленоиды (рис. 17.6).

Рис. 17.6. Схема воздействия переменным магнитным полем

Для проведения физиотерапевтических процедур используют переменные магнитные поля с частотой 10-15 МГц. При этом используют кабельные индукторы различной формы (рис. 17.7): а - плоская продольная петля (чаще на спине); б - плоская круглая спираль (на туловище); в - цилиндрическая спираль (на конечностях).

В результате выделения теплоты происходит равномерный локальный нагрев облучаемой ткани на 2-4 градуса на глубину 8-12 см, а также повышение температуры тела пациента на 0,3-0,9 градуса.

В процессе высокочастотной магнитотерапии проявляется и нетепловой эффект: вихревые токи вызывают изменение характера взаимодействия собственных магнитных полей заряженных частиц в ткани, но подробно этот механизм здесь не разбирается.

Рис. 17.7. Способы наложения индуктора кабеля при различных методиках высокочастотной магнитотерапии:

а - плоская продольная петля, б - плоская круглая спираль, в - цилиндрическая спираль

17.5. Действие постоянного электрического поля

Старейшим среди используемых в настоящее время методов электролечения является франклинизация - лечебное воздействие постоянным электрическим полем высокой напряженности.

Для формирования электрического поля используются электроды различной формы с иглами на концах. В процедурах общей франклинизации (рис. 17.8, а - электростатический душ) напряженность электрического поля у головы пациента достигает 90 кВ/м. Напряженность электрического поля внутри тела человека составляет при этом около 10 мВ/м. В проводящих тканях возникают слабые токи, изменяющие функциональные свойства проводящих нервных путей и существенно ограничивающие поток афферентной импульсации в вышележащие отделы центральной нервной системы, что приводит к усилению тормозных процессов в коре и подкорковых центрах. В результате у больного снижается артериальное давление, урежается частота дыхания и увеличивается его глубина, уменьшается утомляемость и повышается работоспособность.

При местной франклинизации (рис. 17.8, б) воздействию электрического поля подвергаются отдельные участки тела.

Рис. 17.8. Общая (а) и местная (б) франклинизация

Рис. 17.9. Аэроионизатор системы А.Л. Чижевского с головным электродом (а), электрод для общей аэроионизации (б)

Действие местной франклинизации усиливается при воздействии электрического поля на иглы, введенные в биологически активные точки - акупунктурная франклинизация.

Для проведения групповых процедур франклинизации применяют высоковольтный генератор - электроэффлювиальную лампу Чижевского (аэроионизатор). Эта система предназначена для получения ионизированного воздуха, в частности ионов кислорода (озона), оказывающих биологическое действие. Аэроионизатор системы А.Л. Чижевского (рис. 17.9) подает высокое постоянное напряжение на «электроэффлювиальную люстру», снабженную большим количеством острых окончаний - игл.

В этом случае между электродом и телом человека возникает коронный разряд, происходит ионизация молекул воздуха, формируется поток аэронов и озона (электроэффлювия). Воздействию аэроионами подвергаются лицо, воротниковая зона, верхние дыхательные пути.

17.6. Действие переменного электрического поля

(УВЧ)

Переменное электромагнитное поле вызывает колебательное движение ионов (переменный ток) и крутильные колебания дипольных молекул. Эти процессы сопровождаются выделением теплоты.

Воздействие поля УВЧ на проводник

Удельная тепловая мощность, выделяющаяся в проводнике вследствие колебательного движения ионов, определяется формулой

где Е - напряженность электрического поля внутри вещества, ρ - удельное сопротивление вещества.

Эта формула непригодна для непосредственных вычислений, так как в нее входит напряженность Е электрического поля внутри вещества. Эта величина рассчитывается достаточно сложно (см. задачу 1). На тех частотах, которые используются в медицинских процедурах (УВЧ), удельная тепловая мощность определяется формулой

где U - действующее значение напряжения на электродах, создающих переменное электрическое поле, k - некоторый геометрический коэффициент (см. задачу 2).

Воздействие поля УВЧ на диэлектрик

Приводит к выделению теплоты (диэлектрические потери).

Количество выделившейся теплоты зависит от угла δ, на который колебания молекул отстают по фазе от колебаний напряженности поля. Угол δ называется углом диэлектрических потерь.

Удельная тепловая мощность, выделяющаяся вследствие диэлектрических потерь, определяется соотношением

Здесь ε - диэлектрическая проницаемость вещества; Е - действующее значение напряженности поля в диэлектрике.

Величина тангенса угла диэлектрических потерь определяется природой диэлектрика и зависит от частоты. В областях α-, β-, γ -дисперсии (см. раздел 15.6) эта величина испытывает резкие изменения.

Применение переменного электромагнитного поля в медицине

Одним из распространенных методов высокочастотной терапии является воздействие высокочастотным электрическим полем УВЧ.

Ультравысокочастотная (УВЧ) терапия - лечебное использование электрической составляющей переменного электромагнитного поля ультравысокой частоты.

Для проведения лечебной процедуры участок тела, на который оказывается воздействие, помещается между двумя электродами, которые являются выносными пластинами конденсатора, входящего в электрическую схему аппарата УВЧ. На эти пластины подается генерируемое переменное напряжение, и между ними возникает переменное электрическое поле, оказывающее лечебное воздействие (рис. 17.10).

Способы наложения электродов показаны на рис. 17.11

Нагревание органов и тканей под действием электрического поля УВЧ вызывает стойкую, длительную и глубокую гиперемию тканей в зоне воздействия. Особенно сильно расширяются капилляры, диаметр которых увеличивается в несколько раз. Под воздействием УВЧ-поля существенно ускоряется и региональная лимфодинамика, повышается проницаемость эндотелия и других тканевых барьеров.

Аппараты для УВЧ-терапии используют частоты 40 и 27 МГц. Последняя частота является международной. Ей соответствует длина волны 11 м.

Рис. 17.10. Схема воздействия полем УВЧ

Рис. 17.11. Способы наложения электродов:

а - поперечный, б -продольный, в - тангенциальный

17.7. Действие электромагнитных волн (СВЧ)

На частотах, которые использует УВЧ-терапия, диэлектрические ткани организма нагреваются интенсивнее проводящих. При увеличении частоты электромагнитного поля этот порядок меняется: большее выделение тепла происходит в органах и тканях, богатых водой (кровь, лимфа, мышечная ткань, паренхиматозные органы). Это связано с уменьшением тангенса угла диэлектрических потерь при повышении частоты.

Для терапевтического воздействия на проводящие ткани используют волны дециметрового и сантиметрового диапазонов (СВЧ-терапия). Воздействие осуществляется путем облучения поверхности соответствующей области тела направленным потоком волн, который образуется с помощью специального излучателя, называемого волноводом.

Механизмы выделения теплоты при СВЧ- и УВЧ-терапии одинаковы. Различаются лишь структуры, на которые оказывается преимущественное воздействие. Удельная тепловая мощность, выделяющаяся в тканях, вычисляется по формуле

где I - интенсивность волны, а k - некоторый коэффициент, зависящий от свойств ткани.

Дециметровая терапия (ДЦВ-терапия) - лечебное использование электромагнитных волн дециметрового диапазона (частота - 460 МГц, длина волны - 65,2 см). Под действием этого фактора в тканях организма возникают ориентационные колебания дипольных молекул связанной воды, а также боковых групп белков и гликолипидов плазмолеммы. Эти колебания происходят в вязкой среде цитозоля и сопровождаются выделением теплоты.

Микроволновая (сантиметровая) терапия - лечебное использование электромагнитных волн сантиметрового диапазона (частота - 2375 МГц, длина волны - 12,6 см). В первичном действии дециметровых и сантиметровых волн принципиальных различий нет. Вместе с тем существенное уменьшение длины волны приводит к увеличению удельного веса релаксационных колебаний молекул свободной неструктурированной воды, боковых цепей фосфолипидов и аминокислот.

Процедуры СВЧ-терапии осуществляются по двум основным методикам.

Дистантная методика - облучение электромагнитными волнами осуществляется дистанционно, при этом расстояние между излучателем и биологическим объектом не превышает 5 см. В этом случае от поверхности будет отражаться энергия волны (в некоторых случаях до 70-80 %).

Контактная методика - излучатель волн размещается непосредственно на теле больного или вводится внутрь.

При любом методе лечения необходимо строго дозировать воздействие по выходной мощности, генерируемой излучателем.

Тлубина проникновения электромагнитных волн в биологические ткани зависит от способности этих тканей поглощать энергию волны. Сантиметровые волны проникают в мышцы, кожу на глубину до 2 см, в жировую ткань, кости - около 10 см. Дециметровые волны проникают на глубину в 2 раза большую.

Сравнение воздействий низкочастотного и высокочастотного полей (токов) представлено ниже в таблице.

17.8. Задачи

1. Вывести формулу для вычисления удельной тепловой мощности в проводнике, который помещен в переменное электрическое поле. Рассмотреть следующую модель: электрическое поле создается двумя пластинами площади S, подключенными к полюсам высокочастотного генератора c действующим напряжением U и круговой частотой ω. Расстояние между пластинами l << размеров пластин. Между пластинами помещен проводник с удельным сопротивлением ρ толщиной h, форма и размеры которого совпадают с формой и размерами пластин. Проводник расположен симметрично пластинам.

Решение

В прикладной литературе для вычисления удельной тепловой мощности приводится формула: q = E 2 /p, где Е - напряженность электрического поля внутри проводника. Эта формула, являясь физически правильной, не только непригодна для расчетов, но и порождает серьезные заблуждения. Например, эта формула не содержит частоты ω, и складывается впечатление, что и q не зависит от частоты. Далее, удельное сопротивление ρ стоит в знаменателе, хотя на самом деле при частотах УВЧ-терапии оно должно стоять в числителе.

Причина таких несоответствий состоит в том, что входящая в эту формулу напряженность Е не является задаваемой величиной. Задаваемыми величинами являются: напряжение U, расстояние между электродами l, толщина проводника h и его удельное сопротивление ρ. Величина напряженности электрического поля внутри проводника зависит от них достаточно сложным образом. Получим корректную формулу, для расчета удельной тепловой мощности.

На рисунке изображена электрическая схема и выполнен расчет импеданса (С 0 - воздушный конденсатор). Действующее значение тока в цепи и выделяющаяся тепловая мощность равны:

Покажем, что эта формула совпадает с формулой q = E 2 /p. Действительно, падение напряжения на проводнике и напряженность поля в нем соответственно равны:

На низких частотах, когда емкостное сопротивление значительно больше активного сопротивления, получается следующее приближение:

2. Определить, по какой формуле следует вычислять удельную тепловую мощность тока проводимости, выделяющуюся в мышечной ткани при УВЧ-прогревании мышечной ткани. Использовать результаты предыдущей задачи со следующими значениями:

ν = 40 МГц, l = 15 см, h = 10 см, ρ = 1,5 Ом-м.

3. Получить формулу для расчета удельной тепловой мощности, выделяющейся в диэлектрике, если в задаче 1 заменить проводящую пластину на диэлектрическую с проницаемостью ε.

Выполнив очевидные расчеты, найдем

4. Какой емкостью должен обладать терапевтический контур аппаратов для УВЧ-терапии и индуктотермии, если их резонансные частоты и индуктивности равны соответственно:

5. В микроволновой терапии используются электромагнитные волны в дециметровом диапазоне λ 1 = 65 см и сантиметровом диапазоне λ 2 = 12,6 см. Определить соответствующие частоты.

Ответ: ν 1 = 460 МГц; ν 2 = 2375 МГц.

6. Терапевтический контур аппарата УВЧ, работающего на частоте 40,68 МГц, состоит из катушки индуктивности 0,17 мкГн и конденсатора переменной емкости С п = 10-80 пФ, зашунтированного конденсатором С 0 = 48 пФ. При какой емкости переменного конденсатора терапевтический контур будет настроен в резонанс с анодным контуром?