7 Электрофизические методы лечения применяемых в медицине (1). Терапевтическая техника, основанная на применении вч, свч и увч токов
 Скачать 264.15 Kb.
|
|
МЕББМ ҚАЗАҚСТАН- РЕСЕЙ МЕДИЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ НУО КАЗАХСТАНСКО РОССИЙСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Тема : Терапевтическая техника, основанная на применении ВЧ, СВЧ и УВЧ токов. Терапевтическая техника, основанная на применении постоянного тока. Цель 1. Изучение механизмы нагревания тканей под действием ВЧ, УВЧ и СВЧ – полей. 2. Ознакомление с принципом действия аппарата для УВЧ терапии. 3. Изучение механизмы нагревания тканей под действием постоянного тока. 4. Ознакомление с принципом действия аппарата гальванизации Задачи обучения: 1. Уметь объяснить назначение и блок-схему аппарата для УВЧ – терапии. 2. Приобрести первичные умения работы с аппаратом УВЧ – терапии (проверять заземление, включать, устанавливать электроды, настраивать в резонанс терапевтический контур). 3. Научиться объяснить биофизичские механизмы нагервания тканей под действием ВЧ, УВЧ и СВЧ – полей. Основные вопросы темы: 1. Устройство аппарата УВЧ-терапии и его принцип работы. 2. Воздействие электрического поля УВЧ на электролиты и диэлектрики. 3. Распределение электрического поля УВЧ между электродами. 4. Назначение терапевтического контура, его схема. 5. Назначение конденсатора переменной емкости в терапевтконтуре. 6. Особенностей действия поля СВЧ (микроволновая терапия). 7.Устройство аппарата гальванизации и его принцип работы. 8. Физическая основа гальванизации. 9. Действие постоянного тока на ткани организма. Методы обучения - работа в малых группах Дидактический блок. Медицинской аппарат – техническое устройство, позволяющее создавать энергетическое воздействие терапевтического или разрушительного свойства, а также обеспечивать в медицинских целях определенный состав различных субстанций (аппараты УВЧ –терапии и др.). В диапазоне ультразвуковых, высоких, ультравысоких частот работает большая группа медицинских аппаратов (генераторы электромагнитных колебаний и волн). Действие электромагнитных колебаний на биологические объекты сводится к их нагреванию. В тканях, находящихся в переменном электрическом поле, возникают токи смещения и токи проводимости, что обеспечивает тепловой эффект. Для этих целей используют аппарат УВЧ, а соответствующий физико-терапевтический метод получил название УВЧ-терапии. УВЧ-терапия применяется при лечении воспалительных процессов в костях и суставах, невралгии, бронхиальной астмы и других заболеваний. УВЧ-терапия – воздействие на ткани и органы переменным электрическим полем ультравысокой частоты (30-300 МГц) является распространенным физиотерапевтическим методом. Физиологическое воздействие электрического поля УВЧ основано на действии переменного электрического поля на молекулы и ионы в тканях организма. В результате этого воздействия в тканях выделяется тепло, которое приводит к активизации биохимических и физиологических процессов. Высококачественное прогревание за счет образования тепла во внутренних частях организма. Выделяемая теплота зависит от диэлектрической проницаемости тканей, их удельного сопротивления и частоты электромагнитных колебаний. Подбирая соответствующую частоту можно осуществлять преимущественное выделение теплоты в нужных тканях и органах. МЕББМ ҚАЗАҚСТАН- РЕСЕЙ МЕДИЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ НУО КАЗАХСТАНСКО РОССИЙСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Нагревание электролитов в поле УВЧ происходит за счет движения ионов, т.е. токопроводимости. При этом энергия тока переходит во внутреннюю. Количество теплоты, выделенное в электролите 2 1 E Q , где Е – напряженность электрического поля: ρ - удельное сопротивление электролита. Под воздействием ВЧ электрического поля в диэлектрике происходит непрерывная переориентация дипольных молекул. Количество теплоты в диэлектрике Q 2 = ω E 2 εε 0 tgδ где ω – циклическая частота: ε – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика: Е – напряженность поля: δ - угол диэлектрических потерь. В состав организма входят ткани, обладающие свойствами и электролитов, и диэлектриков, поэтому количество теплоты, выделяемое в тканях под воздействием поля УВЧ. Q = Q 1 + Q 2 При частоте 40,58 МГц нагревание диэлектриков происходит интенсивнее, чем электролитов. Использование сверхвысоких частот в биологических исследованиях дает возможность по диэлектрическим свойствам судить о степени гидратации тканей. Проводимость и диэлектрическая постоянная ткани при увеличении содержания воды в последней увеличивается от значений, характерных для плотных тканевых компонентов, до значений, характерных для растворов электролитов. Воздействие на ткани организма с лечебной целью электромагнитными волнами в сантиметровом диапазоне называется микроволновой терапией. Частоты 460 МГЦ ( см 65 ) и 2375 МГц ( см 6 , 12 ). Воздействие осуществляется путем облучения поверхности соответствующей области тела направленным потоком волн, который образуется с помощью специального излучателя, называемого волноводом. Сантиметровые волны поглощаются преимущественно в поверхностных слоях тканей организма. Первичное действие их обусловлено колебаниями ионов в растворах электролитов, а также полярных молекул в диэлектрике, которые вызываются электрической составляющей поля волны, проникающей в ткани. При этом выделяется теплота. В этом отношении действие микроволн сходно с действием электрического поля УВЧ. Однако при колебаниях СВЧ, используемых в этом методе, преимущественное значение имеет поведение молекул воды, которые принимают участие в ориентационных колебаниях. Поэтому наибольшее поглощение энергии волны и, следовательно, выделение теплоты происходит в водосодержащих тканях, например, мышечной ткани и крови, наименьшее – в жировой ткани в подкожной клетчатке. Этим МВ- терапия отличается от терапии электрическим полем УВЧ. Аппараты для УВЧ-терапии Основу устройства аппаратов для высокочастотной терапии (индуктотермии и УВЧ- терапии) составляет генератор гармонических колебаний соответствующей частоты и мощности. (Рис.1,2). Особенностью, общей для всех этих аппаратов, является наличие отдельного колебательного контура, к которому подключаются электроды, накладываемые на тело больного. Этот контур называют терапевтическим. Наличие его обязательно по условиям безопасности больного, которому проводится проводится процедура, так как в самом генераторе кроме высокочастотных колебаний действует также относительно высокое напряжение ( постоянное, выпрямленное или переменное), питающее лампы. Для того чтобы больной ни при каких условиях не мог подвергнуться действию этого напряжения, МЕББМ ҚАЗАҚСТАН- РЕСЕЙ МЕДИЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ НУО КАЗАХСТАНСКО РОССИЙСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ электроды Э, с которыми он соприкасается, включаются в отдельный колебательный контур L, C, индуктивно связанный с контуром генератора. В связи с тем, что в терапевтический контур включаются объекты, имеющие различные электрические параметры, этот контур должен подстраиваться в резонанс при каждой процедуре. Для этого конденсатор в нем имеет переменную емкость. Рис.1 Рис.2 Для безопасности пациента в схему аппарата для УВЧ-терапии включен отдельный контур – терапевтический ТК, который связан с анодным колебательным контуром посредством витка связи ВС. Для получения большей мощности терапевтический контур подстраивается в резонанс с генератором с помощью переменного конденсатора С т Воздействие электрического поля УВЧ на пациента производится посредством электродов пациента ЭП. Вся электрическая схема аппарата смонтирована в металлическом корпусе. Отдельные элементы схемы экранированы. Элементы управления находятся на передней панели и имеют соответствующие надписи. Переключатель НАПРЯЖЕНИЕ служит для регулировки рабочих режимов аппарата в условиях колебания напряжения в сети. Контроль напряжения сети осуществляется при нажатии кнопки КОНТРОЛЬ. Для изменения мощности, отдаваемой генератором, служит переключатель МОЩНОСТЬ, имеющий четыре положения: 0,20,40,70 Вт. Настройка контура пациента в резонанс с колебанием генератора осуществляется изменением емкости переменного конденсатора, входящего в терапевтический контур, ось которого соединена с ручкой НАСТРОЙКА, расположенной на передней панели аппарата. Контроль настройки терапевтического контура осуществляется с помощью стрелочного измерительного прибора. На правой боковой стенке аппарата укреплены два кронштейна для установки электрододержателей,имеющих шарнирные соединения, обеспечивающие установку электродов в различные положения. Распределение напряженности электрического поля между электродами пациента зависит от размеров электродов, расстояния между ними и от их взаимного расположения. Эта распределение можно исследовать с помощью дипольной антенны ДА, представляюшей собой два проводника, между которыми включен полупроводниковый диод (). Дипольная антенна соединена с миллиамперметром. Сила тока, возникающего в контуре дипольной антенны, пропорциональна напряженности электрического поля УВЧ . Дипольная антенна располагается в конце деревянной рейки, которая может двигаться по направляющим в вертикальном и горизонтальном направлениях. На направляющих через каждый сантиметр нанесены деления. Это позволяет определить положение дипольной антенны относительно электродов пациента. Гальванизация и лечебный электрофорез Лечебный метод, при котором используется действие на ткани организма постоянного тока малой силы (до десятком миллиампер), называется гальванизацией. При гальванизации постоянный ток от соответствующего источника подводится к тканям МЕББМ ҚАЗАҚСТАН- РЕСЕЙ МЕДИЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ НУО КАЗАХСТАНСКО РОССИЙСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ организма с помощью проводов и металлических электродов, изготовляемых из свинцовых, луженных оловом пластинок. Первичное действие постоянного тока на ткани организма обусловлено перемещением (вдоль силовых линий поля) имеющихся в них заряженных частиц, главным образом ионов тканевых электролитов. При этом вследствие различной подвижности ионов, а главным образом задержки и накопления их у полупроницаемых мембран в тканевых элементах и прежде всего внутри клетки и в окружающей ее тканевой жидкости происходит изменение обычной концентрации ионов той или иной природы. Изменение ионной среды может вызвать изменение функционального состояния клеток в сторону возбуждения или торможения их деятельности. Местные изменения концентрации ионов могут влиять на кислотно-щелочное равновесие, водосодержание и другие физико-химические свойства тканей. Таким образом, в основе первичного действия постоянного тока на ткани организма лежат поляризационные явления. Изменение функционального состояния клеток тканей и особенно нервных рецепторов, находящихся непосредственно в зоне действия тока, нервно-гуморальным или рефлекторным путем вызывает последующие звенья реакции организма, распространяющиеся на определенные органы и системы и, наконец, в той или иной степени на организм в целом. Обычно гальванизацию совмещают с введением при помощи постоянного тока в ткани организма лекарственных веществ, образующих в растворе ионы или заряженные частицы. Растворами этих веществ смачиваются прокладки под электродами. Процедура называется лечебным электрофорезом. Для проведения процедур гальванизации и лечебного электрофореза необходим источник постоянного напряжения (40-60 В), снабженный потенциометром для регулировки силы тока при различных процедурах и измерительным прибором. В качестве такого источника используется электронно-ламповый или полупроводниковый выпрямитель переменного тока осветительной сети. Литература 1. Көшенов Б.К., Сайбеков Т.С. Медицинская биофизика2014 г. 2. Сайбеков Т.С. Медицинская биофизика для Вузов и колледжей, А.: 2014 г. 3. Ремизов А.Н. Медициналық және биологиялық физика: оқулық / жауапты редактор Байдуллаева Г.Е., Мәскеу ГЭОТАР-Медиа 2019. 4. Антонов В.Ф., Козлова Е.К., Черныш А.М. Физика и биофизика: для студентов медицинских ВУЗов 2-ое изд., Москва ГЭОТАР-Медиа 2019. 5. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: учебник 4-ое изд., Москва ГЭОТАР-Медиа 2018. Контроль (вопросы, тесты) Вопросы: 1. Электропроводимость живых тканей 2. Основные блоки аппарата УВЧ, их назначение (перечислить и нарисовать блок-схему аппарата). Устройство электродов. 3. Как осуществляется связь терапевтического контура с генератором УВЧ? 4. Для чего при проведении процедуры нагревания с помощью электрического поля УВЧ терапевтический контур настраивается в резонанс? 5. Объяснить механизм и привести формулы для расчета теплового эффекта в диэлектрике и электролите 6. Чем отличается по методу воздействия УВЧ – терапия от индуктотермии 7. Основные блоки аппарата гальванизации и их назначение (перечислить и нарисовать блок-схему аппарата). МЕББМ ҚАЗАҚСТАН- РЕСЕЙ МЕДИЦИНАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ НУО КАЗАХСТАНСКО РОССИЙСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 8. Объяснить механизм действие постоянного тока на организм Задачи для самостоятельной работы: 1. Вычислить электроемкость тела человека, считая ее равной емкости электропроводящего щара того же объема. Среднюю плотность тела принять равной 1 г/см 3 ; масса человека m =65 кг. 2. Определить относительное количество тепла, выделяемое в мышечной ткани по сравнения с жировой при микроволновой терапии ε=1, ( Гц 9 10 45 , 2 ). Е ж =5,5; Е м =47 34 , 0 ; 21 , 0 М ж tg tg 3.Ионофорез применяется для введения лекарственных веществ в тело человека. Определите количество однократно ионизированных ионов лекарственного вещества, введенное больному за время t= 11 мин при плотности тока j 0,05 мА/см 2 с электрода площадью S=6 см 2 |