УВЧ-терапия(ультравысокочастотная терапия) – лечебное использование электрической составляющей переменного магнитного поля высокой и ультравысокой частоты.

Механизм действия УВЧ-терапии:

• осцилляторный эффект, который характеризуется изменением биологической структуры клеток на физико-химическом и молекулярном уровне;
• тепловой эффект, который приводит к нагреву тканей организма путем превращения ультравысоких частот электромагнитного поля в тепловую энергию.

В УВЧ-терапии применяют следующие диапазоны электромагнитных колебаний:

• 40,68 МГц (на данном диапазоне работает большая часть УВЧ-аппаратов в России и странах СНГ);
• 27,12 МГц (данный диапазон в большинстве случаев применяется в западных странах).

Частота электромагнитных колебаний бывает двух типов:

• непрерывное колебание, при котором происходит непрерывное электромагнитное воздействие на пораженную область;
• импульсное колебание, при котором производится серия импульсов, продолжительность воздействия которых составляет от двух до восьми миллисекунд.

Существуют следующие методики установки электродов:

• поперечный способ;
• продольный способ.

В зависимости от имеющегося заболевания и показаний врача при УВЧ применяются различные дозировки ощущения тепла.

В зависимости от дозы воздействия полей УВЧ в организме человека могут наблюдаться следующие изменения:

• увеличение фагоцитарной активности лейкоцитов;
• снижение экссудации (выделение жидкости в ткани при воспалительных процессах );
• активизация деятельности фибробластов (клетки образующие соединительную ткань в человеческом организме );
• увеличение проницаемости стенок сосудов;
• стимуляция в тканях обменных процессов.

Преимущество УВЧ-терапии состоит в том, что ее применение возможно при островоспалительных процессах и свежих переломах. Обычно данные нарушения являются противопоказанием к проведению различных физиотерапевтических методов лечения. Как правило, длительность процедуры УВЧ-терапии для взрослого составляет от десяти до пятнадцати минут. В среднем, курс лечения включает проведение от пяти до пятнадцати процедур, которые, как правило, проводятся ежедневно или через день.

Особенности проведения УВЧ новорожденным и детям:

• УВЧ-терапия может применяться лишь спустя несколько дней после рождения ребенка;
• используется слаботермическая дозировка;
• применяются аппараты со слабой мощностью; так детям до семи лет показана мощность не более тридцати ватт, а детям школьного возраста – не более сорока ватт;
• детям до пяти лет электроды прибинтовываются к необходимой области, а вместо воздушного зазора между пластинкой и кожей вставляется специальная бинтовая прокладка (во избежание появления ожогов);
• УВЧ-терапия применяется не более двух раз в год;
• рекомендуется производить в среднем от пяти до восьми лечебных процедур (не более двенадцати).

Длительность проведения УВЧ процедуры зависит от возраста ребенка

УВЧ является одним из методов физиотерапии, который можно применять при воспалительных заболеваниях, находящихся в активной фазе. В период воспалительного процесса на месте поражения вследствие накопления клеток крови и лимфы образуется воспалительный инфильтрат, который под воздействием УВЧ может рассосаться. Во время проведения процедуры в области воздействия увеличивается насыщение ионов кальция, что ведет к образованию соединительной ткани вокруг воспалительного очага и препятствует дальнейшему распространению инфекции. Однако следует заметить, что данный метод лечения применяется лишь в тех случаях, когда имеются условия для стекания гнойного содержимого из пораженного участка.

Наименование системы	Наименование заболевания	Механизм действия УВЧ
Заболевания дыхательной системы и ЛОР-органов	бронхит; пневмония; плеврит; бронхоэктатическая болезнь; бронхиальная астма; ринит; ангина; гайморит; фронтит; ларингит; тонзиллит; отит.	При наличии инфекционных процессов (например, пневмония, ангина, отит) производит угнетающее действие на жизнедеятельность микроорганизмов. Оказывает обезболивающее и иммуноукрепляющее действие. Создаются благоприятные условия для заживления пораженных тканей, а также снижается риск развития осложнений.
Заболевания сердечно-сосудистой системы	гипертоническая болезнь первой и второй стадии; болезнь Рейно; облитерирующий эндартериит; варикозное расширение вен; нарушение кровообращения мозга (например, при атеросклерозе).	Оказывает сосудорасширяющее действие, что ведет к улучшению периферического и центрального кровообращения. Производит положительный эффект на сократимость миокарда. За счет снижения повышенного тонуса сосудистой стенки способствует снижению артериального давления, а также уменьшает отечность тканей.
Заболевания пищеварительной системы	эзофагит; гастрит; язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки; вирусный гепатит; холецистит; панкреатит; энтерит; энтероколит; запоры.	Оказывает общеукрепляющее действие на организм человека. При заболеваниях, сопровождающихся болевым синдромом, производит обезболивающее действие. Также оказывает противовоспалительное действие (например, при холецистите, колите) и ускоряет процесс заживления тканей (например, при язве желудка и двенадцатиперстной кишке). При спазме желудка, желчного пузыря, а также кишечника производит спазмолитический эффект (расслабляющее действие). Также после проведения процедуры улучшается моторика кишечника и выделение желчи.
Заболевания мочеполовой системы	пиелонефрит; цистит; сальпингит; оофорит; сальпингоофорит эндометрит; простатит; микоплазмоз; кандидоз.	Происходит уменьшение воспалительной реакции, оказывается противоотечное действие, улучшается кровообращение и заживление пораженных тканей.
Заболевания кожи	стрептодермия; фурункулы; карбункулы; абсцесс; простой герпес; экзема; флегмона; нейродермит; акне; псориаз; гидраденит; панариций; дерматит; обморожения; трофические язвы; пролежни; раны.	При кожных заболеваниях предотвращает процесс нагноения раны. В случае если инфекционно-воспалительный процесс находится в активной фазе, данная процедура оказывает бактерицидное действие (угнетает жизнедеятельность бактерий). Стимулирует защитную систему кожи, в которой активизируется работа таких иммунных клеток как лимфоциты, клетки Лангерганса, тучные клетки и другие. Также улучшается микроциркуляция в области поражения, что способствует ускорению процесса эпителизации (восстановления) тканей. При наличии аллергических заболеваний оказывает на организм десенсибилизирующее (противоаллергическое) действие.
Заболевания нервной системы	невриты; невралгии; мигрень; бессонница; фантомная боль; плексит; воспаление седалищного нерва (ишиас); травмы спинного мозга; каузалгия; энцефалит; травмы головного и спинного мозга (контузии, сотрясение, сдавление головного или спинного мозга).	Производит обезболивающий эффект за счет торможения процессов в центральной нервной системе, а также способствует уменьшению мышечного спазма. Также в месте воздействия происходит улучшение кровообращения, что ведет к ускорению процессов заживления нервной ткани. При заболеваниях, сопровождающихся нарушением проводимости нервных импульсов, способствует их восстановлению.
Заболевания опорно-двигательной системы	радикулит; остеохондроз; остеоартроз; перелом; ушибы; вывихи; артрит и полиартрит; остеомиелит.	Во время процедуры, ткани, на которые воздействуют УВЧ, нагреваются, что вызывает расширение сосудов и улучшение кровообращения. Вокруг пораженного участка происходит образование окольных (коллатеральных) сосудов. Поступающая в область воздействия кровь питает пораженную ткань (например, костную, хрящевую) и ускоряет процесс ее регенерации.
Заболевания глаз	блефарит; склерит; глаукома; ожоги; конъюнктивит; увеит; абсцесс века; ячмень.	Улучшает микроциркуляцию в веках и слизистом слое глаз. Оказывает противовоспалительное и противоаллергическое действие. Также способствует усилению реакции фагоцитоза (фагоциты - специальные клетки в организме, уничтожающие патогенные микроорганизмы), что ускоряет процесс выздоровления и регенерации тканей.
Стоматологические заболевания	альвеолит; периодонтит; пародонтит; гингивит; изъязвление слизистой оболочки рта; ожоги; травмы.	Во время воздействия электромагнитного поля в деснах улучшается кровообращение, останавливается рост, а также угнетается жизнеспособность бактерий. Также эффективно снижаются болезненные ощущения.
Реабилитационный период	послеоперационные раны; послеоперационные инфильтраты; реабилитация после травм; реабилитация после перенесенного заболевания.	За счет улучшения микроциркуляции и создания коллатеральных сосудов происходит ускорение процесса регенерации пораженных тканей. Значительно снижается риск инфицирования раны, так как ультравысокочастотное электрическое поле действует губительно на патологические микроорганизмы, способные вызвать нагноение послеоперационной раны. В период реабилитации данная процедура способствует повышению защитных сил организма, а также оказывает обезболивающее действие, что ускоряет и облегчает процесс выздоровления.

Лечебные эффекты:

• противовоспалительный;
• секреторный;
• сосудорасширяющий;
• миорелаксирующий;
• иммуносупрессивный;
• трофический.

Существуют абсолютные и относительные противопоказания для проведения УВЧ-терапии.

Абсолютные противопоказания:

• нарушение свертываемости крови;
• гипертоническая болезнь третьей стадии;
• злокачественные опухоли;
• лихорадочные состояния;
• гипотоническая болезнь;
• наличие у пациента кардиостимулятора;
• беременность;
• сердечнососудистая недостаточность;
• ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, стойкая стенокардия;
• венозный тромбоз;
• оформленный гнойный очаг воспаления.

Относительные противопоказания:

• доброкачественные опухоли;
• гипертиреоз;
• наличие в организме металлических предметов не более двух сантиментов (например, зубные металлические протезы).

Лабораторная работа №12

Изучение воздействий электромагнитных полей

На биологические ткани.

Студент должен знать: схему простейшего лампового генератора незатухающих электрических колебаний и принцип ее работы, процессы, происходящие в колебательном контуре, период колебаний, терапевтический контур и его назначение, физические основы действия высокочастотных полей (УВЧ терапия, индуктотермия, диатермия, микроволновая терапия), использование высокочастотных токов в медицине (электрокоагуляция, электрохирургия).

Студент должен уметь: правильно пользоваться аппаратом УВЧ и настраивать его в резонанс.

Краткая теория

В медицинской практике применяемые с лечебной целью переменные токи высокой частоты либо подводятся непосредственно к телу (диатермия), либо они возникают в последнем под влиянием высокочастотных электромагнитных полей (индуктотермия и УВЧ-терапия).

Принято следующее разделение электромагнитных колебаний по их частоте:

Низкая частота (НЧ) – 20 Гц.

Звуковая (З) – 20 Гц –20 кГц.

Ультразвуковая (УЗ) – 20кГц – 200 кГц.

Высокая (ВЧ) – 200 кГц – 30 МГц.

Ультравысокая (УВЧ) – 30 МГц – 300 МГц.

Сверхвысокая (СВЧ) – свыше 300 МГц.

Воздействие переменного тока на ткани значительно отличаются от воздействия постоянного тока.

При низких, звуковых и ультразвуковых частот переменный ток вызывает раздражения. Разрушающее действие переменного тока связано со смещением ионов в межклеточной ткани, внутри клетки, разделением ионов на самой мембране, изменением концентрации ионов в различных частях клетки.

Раздражающее действие переменного тока зависит от формы импульса, от его длительности и его амплитуды.

При частотах более 500 кГц смещение ионов становится соизмеримым с их смещением возникающих в результате теплового движения и переменный ток уже не вызывает раздражающего действия. Основным эффектом воздействия переменного тока на ткани организма является его тепловое воздействие.

Прогревание тканей токами высокой частоты происходит за счет образования теплоты во внутренних органах. Выделяемая теплота зависит от диэлектрических свойств тканей, их удельного сопротивления, частоты тока.

Прогрев можно сделать целенаправленным и изменяя силу тока можно регулировать мощность тепловыделения.

P=I 2 R; I=jS; R = ;

где I - сила тока в биологической ткани.

R – сопротивления биологической ткани.

j – плотность тока, - удельное сопротивление биологической ткани.

Тогда P=j 2. S 2. =j 2

Так как , то

Где q - мощность тепла выделяющейся в единице объема биологической ткани.

Т.е. мощность тепла выделяемая в единице объема в 1 сек зависит от плотности тока и удельного сопротивления ткани.

Пропускание тока высокой частоты через биологические ткани получило название диатермии и местной дарсонвализации.

При диатермии используется ток с частотой 1 МГц при напряжении 100 – 150 В. При местной дарсонвализации используется ток с частотой 100 – 400 кГц. при напряжении – десятки кВ и силой тока 10 – 15 мА.

Т.к. q зависит от , то наибольший прогрев имеют ткани, обладающие большим удельным сопротивлением: кожа, жировая клетчатка, кости и т.д. Наименьший прогрев испытывают ткани, обладающие малым удельным сопротивлением (легкие, печень, лимфатические узлы и т. д.).

Токи высокой частоты используются и для хирургических целей – электрохирургия. Они позволяют «сваривать» ткани (диатермокоагуляция) и для рассечения тканей (диатермотомия).

При диатермокоагуляции применяют ток с плотностью до 6 – 10 мА/мм 2 , при этом температура ткани повышается и коагулирует. При рассечении ткани используется острый электрод (электронож) при плотности тока до 40 мА/мм 2 .

Воздействие переменным магнитным полем на ткани организма (индуктотермия).

Рис 1.

Поместим образец (ткань) в переменное магнитное поле (рис. 1). Магнитный поток магнитного поля изменяется по закону: , а сила тока в ткани:

.

Полагая, что .

Так как тогда .

Обозначим , где k - коэффициент, учитывающий геометрические размеры ткани.

Тогда сила тока в биологической ткани определяется:

Допустим, что В изменяется по закону cos wt т.е. B=B m . cos wt , а изменение индукции со временем будет определяться выражением:

Тогда сила тока в ткани:

.

Мощность

Подставляя силу тока в формулу мощности, получим:

;

Мощность, выделяемая в единице объема в единицу времени q будет определяться уравнением

где K = ,

Анализируя полученное выражение, приходим к выводу, что , где удельное сопротивление ткани.

Ткань обладает как диэлектрическим, так и электролитными свойствами. Удельное сопротивление электролитов меньше чем для диэлектриков. Поэтому ткани, обладающие электролитными свойствами, прогреваются эффективнее, чем диэлектрики при одной и той же частоте магнитного поля (положительный эффект). К таким тканям относятся мышцы богатые сосудами, межтканевая жидкость и т.д.

Воздействие высокочастотного электрического поля на биологические ткани (УВЧ- терапия).

Возьмем биологическую ткань с диэлектрической проницаемостью и поместим ее между двумя электродами, выполненных в виде пластин. Причем пластины не касаются биологической ткани. Между пластинами возникает переменное электрическое поле напряженностью Е (рис. 2).

Рис. 2

S – площадь пластин,

U – переменное напряжение, подаваемое на пластины.

Под влиянием высокочастотного электрического поля в биологической ткани возникают токи смещения и проводимости.

Выразим через напряженность переменного электрического поля Е .

Среднее значение мощности в цепи переменного тока, выражающейся формулой,

Угол сдвига фаз между и . В чистых диэлектриках и .

В реальных диэлектриках , а угол - называют углом диэлектрических потерь (рис3).

Рис. 3

Разложим силу тока на две составляющие: активную и реактивную (рис. 3). Реактивная составляющая сдвинута по фазе относительно напряжения на угол и мощность, выделяемая ею, равна нулю. Активная составляющая выделяет мощность в биологической ткани, которая определяется уравнением:

Выразим через :

Выразим через напряжение и емкостное сопротивление биологической ткани.

где С - емкость плоского конденсатора в котором находится ткань с диэлектрической проницаемостью .

,

но , а , получаем .

Выразим через напряженность электрического поля Е , т.е.:

d - расстояние между обкладками конденсатора с биологической тканью.

.

При анализе полученного выражения видно, что количество тепла выделяемой в единице объема биологической ткани зависит от диэлектрических свойств самой ткани - чем больше диэлектрическая проницаемость, тем соответственно, и больше выделяется тепла. Следовательно, при УВЧ-терапии лучше прогреваются ткани, обладающие диэлектрическими свойствами (жир, клетчатка и т.д.).

В аппаратах УВЧ используется электрическое поле с частотой 40МГц.

Наряду с УВЧ – терапией применяется микроволновая терапия ( =2375 МГц) и ДЦВ – терапия ( = 460 МГц). Эти два вида получили название СВЧ – терапия.

Физический аспект: Электрическая волна поляризует молекулы вещества, в результате чего возникают диполи. При изменении направления электромагнитной волны происходит переориентация диполей, что вызывает ток смещения. Кроме того, электромагнитная волна вызывает смещения ионов образуя ток проводимости. Таким образом, в веществе помещенной в переменное электромагнитное поле возникают как токи проводимости, так и токи смещения. Все это приводит к нагреванию вещества.

Глубина проникновения электромагнитных волн в биологические ткани зависит от свойств самой ткани (строения) и электромагнитных волн.

Сантиметровые волны проникают в мышцы, биологические жидкости на глубины около 2 см., а в жир, клетчатки около 10 см.

Для дециметровых волн эти показатели примерно в 2 раза выше.

Порядок выполнения работы

Упражнение №1 . Изучение теплового действия высокочастотного электрического поля на диэлектрик и электролит.

1. Подключите дискообразные электроды к аппарату УВЧ.

2. Между электродами поместите 2 сосуда с одинаковыми объемами жидкостей (пробирки с диэлектриком и электролитом), измерьте первоначальную их температуру и запишите в таблицу 1.

Таблица 1

3. Включите аппарат в сеть ручкой "компенсатор ". Этой же ручкой при нажатой кнопке "контроль напряжения" установите показания стрелки измерительного прибора в пределах жирной полосы.

4. Поворотом ручки "мощность " установите выходную мощность 30 Вт.

5. Ручкой "настройка " настройте терапевтический контур в резонанс. Положение резонанса будет отмечено максимальным отклонением стрелки измерительного прибора и максимальным накалом сигнальной лампы, расположенной над прибором.

6. Через каждые 2 минуты в течение 16 минут измеряйте температуру жидкостей. Результаты занесите в таблицу 1.

Внимание! Постоянно следите за резонансом, в случае необходимости подстраивайте терапевтический контур.

7. Отключите аппарат УВЧ от сети.

8. По полученным данным в одних координатных осях постройте графики зависимости температуры диэлектрика и электролита от времени их нахождения в высокочастотном электрическом поле.

Упражнение №2 . Изучение теплового действия высокочастотного магнитного поля на диэлектрик и электролит.

1. Подключите катушку индуктивности к аппарату УВЧ и расположите ее в подставке в непосредственной близости от пробирок (между торцовой частью катушки и пробирками должен быть зазор около 5 мм, чтобы не было прямого контакта катушки со стеклом).

2. Включите аппарат в сеть, установите выходную мощность 30 Вт и настройте прибор в резонанс.

3. Отметив начальную температуру жидкостей, через каждые 2 минуты записывайте в таблицу, аналогичную таблице 1, изменения их температуры в течение 20 минут.

4. Отключите аппарат УВЧ от сети.

5. По полученным данным в одних координатных осях постройте графики зависимости температуры диэлектрика и электролита от времени их нахождения в высокочастотном магнитном поле.

6. Выключить прибор из сети.

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

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?

Благодаря своим ультравысокочастотным колебаниям, что положительно воздействуют на человеческий организм, УВЧ-терапия нашла широкое применение в медицине.

Её используют при лечении ЛОР-органов, заболеваниях сердечно-сосудистой и пищеварительной систем, мочеполовой и нервной систем, в стоматологии, в период реабилитации.

Хорошие результаты ультравысокочастотная терапия показала и в косметологии, где с её помощью замедляют процесс старения клеток, тем самым придавая коже лица упругость, эластичность и здоровый вид. Что же это такое — УВЧ-терапия, и как она работает, давайте разберемся вместе.

Жидкость — основная составляющая человеческого организма, которая содержит разные ионы. Благодаря клеточным порам, ионы перемещаются из тканевой жидкости в клетку и обратно. Эти движения упорядочены, что помогает в регулировании передачи импульса по всему нервному волокну для мышечных сокращений, питании клеток и т. д.

Влияние агрессивной внешней среды и других негативных факторов сказывается на неправильном распределении электрических зарядов, что приводит к плохой работе пор в клетке.

Из-за этого сама клетка страдает от нехватки питательных веществ, а жидкость, что должна в ней находиться, начинает задерживаться в межклеточном пространстве.

Результатом всей этой нарушенной ионной системы становится сухая кожа, преждевременные морщинки, мешки и отёки под глазами, слабые стенки сосудов. Также совместно с жидкостью в межклеточной субстанции начинают накапливаться токсины, а из-за этого появляются новые проблемы, такие как себорея или акне. Цель применения УВЧ-терапии заключается в воздействии на ткани импульсов ультравысокой чистоты. Чаще всего, в терапии, эта частота равна 40,68 МГц.

При создании магнитного поля под влиянием УВЧ, в тканях за счёт вихревых токов начинает образовываться тепло, улучшается кровообращение, увеличивается количество лейкоцитов, повышаются регулирующие функции в нервной системе. Ультравысокочастотная терапия проявляет выраженное регенерирующее и обезболивающее воздействие на ткани.

Применение в сфере красоты

В косметологии при данных процедурах используются токи малой силы и низкой частоты, что делает её безвредной, комфортной, а главное, эффективной. Применение УВЧ позволяет клеточным мембранам изменять свой электрический потенциал, из-за чего сама клетка оживляется, открывая мембранные каналы и активизируя обмен веществ.

Под воздействием микротоков начинает увеличиваться синтез ДНК, транспортировка аминокислот, липидов и белков, что так важны для жизнедеятельности клетки.

Также микротоки активизируют быструю выработку эластина и коллагена, что положительно влияет на разглаживание мелких морщинок, придавая коже эластичность и упругость.

В косметологии данная терапия проводится для достижения таких целей, как:

• коррекция контура лица с избеганием хирургического вмешательства;
• профилактика и лечение лимфостазов и отёков;
• для устранения хронической или острой боли;
• в целях постоперационной реабилитации;
• при лечении купероза и розацеа;
• для увеличения мышечного тонуса;
• улучшить состояние кожи (разглаживание морщинок, дряблость, гиперчувствительность);
• для снижения жирности кожи.

Сразу по окончании процедуры пациент ощущает эффект лифтинга. Это объясняется воздействием микротоков, что действуют на тонус мышц лица восстанавливающее. Помимо этого, образующиеся токи положительно воздействуют на мускулатуру лимфатических и кровеносных капилляров, тем самым стимулируя сокращение или расслабление волокон.

Это помогает в борьбе с себореей, акне, отёками и зашлакованностью. Рассасываются застойные пятна и уменьшаются проявления купероза ( под кожей можно и лазерным удалением сосудов).

Прежде чем назначить УВЧ-терапию, учитываются такие факторы, как:

• наличие имеющихся заболеваний (их стадии развития и течение);
• возраст и общее состояние;
• наличие общих противопоказаний в проведении процедуры.

Важным в применении УВЧ считается и то, что процедуры можно проводить с наличием воспалительных заболеваний, которые находятся в активной стадии.

Единственное условие при этом, чтоб имелся отход для гнойного содержимого, что будет вытекать из поражённого участка.

Положительные стороны

К плюсам этой процедуры можно отнести:

Показания

Заболевания дыхательной системы и лор-органов:

• пневмония;
• бронхиты;
• астма;
• риниты;
• ларингит;
• отит;
• гайморит.

Создаются благоприятные условия для быстрого заживления пострадавших тканей и уменьшается риск с возможными осложнениями. Совершается угнетающее воздействие на микроорганизмы и их жизнедеятельность.

Заболевания сердечнососудистой системы:

• эндартериит;
• варикоз;
• нарушения в кровообращении;
• гипертоническое заболевание;
• болезнь Рейно.

Благодаря сосудорасширяющему воздействию приводит к улучшениям в центральном и периферическом кровообращении. Сниженный тонус стенок сосудов способствует уменьшению отёчности и спаду артериального давления.

Заболевания пищеварительной системы:

• гастриты;
• язвы;
• гепатит;
• панкреатит;
• энтероколит;
• запоры и т.д.

Оказывает обезболивающее, общеукрепляющее и противоспалительное действие. Обладает спазмолитическим эффектом. После проведённых процедур улучшается выделение жёлчи и моторика всего кишечника.

Заболевания мочеполовой системы:

• цистит;
• оофорит;
• пиелонефрит;
• эндометрит;
• простатит;
• кандидоз.

Уменьшается воспалительная реакция и оказывается воздействие, снижающее отечность. Поражённые ткани заживляются, благодаря улучшенному кровообращению.

Кожные заболевания:

• фурункулы;
• абсцессы;
• экземы;
• герпес;
• псориаз;
• дерматиты;
• карбункулы и т.д.

УВЧ-терапия выражает бактерицидное воздействие на поражённые ткани. Снимает воспалительный процесс и активизирует работу иммунных клеток.

Стоматология:

• травмы;
• периодонтит;
• альвеолит;
• гингивит;
• изъязвление слизистой.

Под воздействием электромагнитного поля улучшается кровообращение в дёснах. Снижается жизнеспособность и останавливается рост бактерий. Уменьшаются болезненные ощущения.

Также удачно УВЧ-терапия применяется при заболеваниях нервной и опорно-двигательной систем, при заболеваниях глаз и в реабилитационный период.

Противопоказания

Противопоказанием может послужить:

• значительные нарушения в свёртываемости крови;
• гипертоническая и гипотоническая болезни в 3-й стадии;
• наличие злокачественной опухоли;
• беременность;
• инфаркт миокарда или стойкая стенокардия;
• у пациента присутствует кардиостимулятор;
• сердечнососудистая недостаточность и венозный тромбоз.

К относительным противопоказаниям можно отнести:

• гипертиреоз;
• опухоли с доброкачественным протеканием;
• в организме находятся предметы из металла, размер которых не превышает 2-х см. (к примеру, зубные протезы)

Вся подробная информация о процедуры, суть метода — находится в отдельной статье.

А фото до и после процедуры фотоэпиляции зоны бикини можно посмотреть .

Как проходит удаление пигментных пятен на лице лазером, каковы цены процедур, все подробности вы найдете .

С чем сочетается

От сочетания ультравысокочастотной терапии с другими косметологическими средствами результат только улучшается. В косметологии часто совмещают данные процедуры с нитевым лифтингом, с и лазера, с и , контурной пластикой и химическими пилингами.

Совмещение данных процедур позволяет намного сократить сроки заживления кожи, разгладить морщины, восстановить упругость, устранить пигментные пятна, улучшить цвет лица и многое другое. Также совмещение даёт возможность уменьшить количество процедур и увеличить продолжительность положительного результата.

В заключение посмотрите видео процедуры УВЧ-терапии: