УВЧ-терапия (терапия электрическим полем

Ультра высокой частоты)

Частота электрического поля при УВЧ-терапии (40-50МГц) на порядок выше, чем при диатермии. Этим обуславливается ряд существенных различий этих методов.

Электроды при УВЧ-терапии выполняют функции конденсаторных пластин, между которыми помещается пациент так, что остается небольшой воздушный зазор (см. рис. 5).

Линии напряженности

электрического поля

 

Электроды

терап. контура

 

Биологическая ткань

 

 

Рис. 5.

 

Электрическое поле вызывает, как и при диатермии, смещение ионов (токи проводимости) и повороты (ориентацию) полярных молекул вслед за изменением направления электрического поля.

Отличие же, связанное с повышением частоты в 20-25 раз (во столько же раз уменьшается период колебаний), заключается в том, что поворот полярных молекул при диатермии происходит за очень короткую часть периода изменения направления поля, а в остальную, большую часть периода, тепловой эффект создавался только движением ионов в электролитах. При УВЧ-терапии, вследствие меньшего периода колебаний, наоборот, амплитуда смещения ионов незначительно превышает амплитуду обычного теплового движения и основное тепловыделение происходит в тканях, обладающих большой диэлектрической проницаемостью (поляризуемостью). Следовательно, частота электрического поля также влияет на процесс тепловыделения в тканях.

Для выяснения механизма тепловыделения при действии высокочастотных полей и токов следует помнить, что биологическая ткань состоит как из структур проводящих электрический ток - тканевых электролитов, так и из непроводящих электрический ток – диэлектриков, это биологические мембраны, белки и др.

В растворах электролитов выделение тепла связано с током проводимости, возникающим при действии высокочастотного электрического поля. При этом, как несложно увидеть, удельная мощность, выделяемая в тканях, пропорциональна квадрату напряженности электрического поля и обратно пропорциональна удельному сопротивлению:

 

(5)

 

где: коэффициент пропорциональности;

- удельное сопротивление;

E- напряженность электрического поля.

В диэлетрических средах происходит поляризация диэлектрика (взаимное смещение носителей связанных зарядов в пределах атома или молекулы, или ориентация полярных молекул). Процесс поляризации диэлектрика сопровождается потерями энергии (преодоление сил межмолекулярных связей, удерживающих молекулы в положении равновесия и др.). Величина этих потерь, называемых диэлектрическими, зависит от природы вещества и частоты поля, характеризуется тангенсом угла диэлектрических потерь ()**.

** ( угол отставания по фазе колебания молекул относительно колебания поля из-за внутреннего трения и инерции,).

Таким образом энергия, выделяющаяся в тканях () в единице объема за единицу времени, пропорциональна диэлектрической проницаемости среды, частоте поля, тангенсу угла диэлектрических потерь и квадрату напряженности электрического поля:

 

(6)

 

Полная тепловая энергия, выделяемая в биологическую ткань, может быть представлена выражением:

 

(7)

 

Из выражения (7) следует, что при постоянной мощности генератора с ростом частоты большее тепловыделение будет происходить в тканях, обладающих диэлектрическими свойствами - плохо проводящих электрический ток и уже при частоте 300МГц большая часть тепла будет выделяться за счет диэлектрических потерь.

Кроме того, тепловой эффект в биологических тканях зависит от плотности распределения УВЧ электрического поля между электродами, т.е. будет зависеть от их размеров, расстояния и взаимного расположения.

Из сопоставления рассмотренных высокочастотных методов воздействия на организм (диатермия, индуктотермия или УВЧ-терапия) следует, что выбор того или иного зависит в основном от электрических свойств тканей и места их расположения. Так для хорошо проводящих тканей (мышечная ткань, печень, легкое) эффективнее использовать индуктотермию, для прогревания связок, костной ткани и т.п. – УВЧ-терапию.

Необходимо отметить также, что высокочастотные аппараты для диатермии и УВЧ-терапии пригодны и для «атермической» терапии (неспецифический эффект). При этом на организм больного воздействует такое незначительное количество энергии, что не возникает ощущения тепла. Этот метод особенно благоприятно действует при острых воспалительных процессах, когда повышение температуры нежелательно из-за обострения боли. Атермическая терапия, за счет стимуляции обменных процессов, способствует удалению вредных веществ, накопившихся в воспаленных тканях. После такого лечения на участках, облученных высокочастотным электрическим полем, наблюдается расширение сосудов, что улучшает кровообращение в очаге воспаления.

 

Микроволновая терапия

Использование электромагнитных волн СВЧ (сверхвысокой частоты) диапазона называется микроволновой терапией.

Прохождение электромагнитной волны в биологической ткани вызывает токи проводимости и смещения, приводящее к выделению энергии. Исследования показали, что при СВЧ-терапии большее выделение тепловой энергии происходит в тканях с высоким содержанием воды (кровь, мышцы и др.). Считается, что в этом частотном диапазоне тепловой эффект обусловлен токами смещения, при ориентационной поляризации в переменном электромагнитном поле, молекул воды. При этом ткани, содержащие воду, но имеющие слабое кровоснабжение, вследствие их низкой теплопроводности, наиболее подвержены перегреву (хрусталик, стекловидное тело и др.).

На основании выше сказанного становится понятным почему костная и жировая ткани будут слабо поглощать энергию электромагнитных волн СВЧ-диапазона, а, следовательно, и не будет происходить их нагревания.

Метод микроволновой терапии дает возможность достаточно глубоко нагревать ткани на небольших ограниченных участках (заболевания суставов, растяжение сухожилий и мышц, заболевание нервной и мышечной систем, сопровождающиеся болями).

Она широко применяется в стоматологии при лечении воспалительных процессов полости рта и челюстно-лицевой области (луночные боли, острые периоститы, острые периодонтиты, острые остеомиелиты, гаймориты и т.д.).

Отечественной промышленностью выпускаются аппараты «ВОЛНА», «РОМАШКА», «ЯВЬ» и др., работающие на частоте 2375МГц (сантиметровые волны).

Кроме теплового действия, микроволновая терапия оказывает еще специфическое воздействие на молекулярном уровне. Поэтому она имеет ряд противопоказаний (например, злокачественные новообразования, туберкулез и др.).

 

Лабораторная работа № 16