Изучение действия ультравысокочастотного (УВЧ) электрического поля на вещество

Цель работы. Изучить механизм лечебного действия полей УВЧ на модели тканевых структур человека. Ознакомить студентов с аппаратом УВЧ-терапии и научить их работать с ним.

Актуальность. Ультравысокочастотные электрические поля являются самым мощным противовоспалительным средством из всех классических физиотерапевтических технологий. Однако врач должен быть полностью осведомлен обо всех нюансах механизма действия УВЧ-полей и об опасностях негативных последствий при назначении данного метода физиотерапевтического лечения.

Приборы и принадлежности: аппарат УВЧ-терапии, две пробирки (с электролитом и диэлектриком), неоновая лампочка.

 

Теоретическая часть

Классификационные диапазоны переменного электрического поля, используемого в физиотерапевтических процедурах и диагностике:

1. Инфразвуковая частота- 0,3-4,5 Гц.
2. Низкая частота- 4,5-20 Гц.
3. Звуковая частота- 20 Гц- 20 КГц.
4. Ультразвуковая частота (УЗЧ)- 20-200 КГц.
5. Высокая частота (ВЧ)- 0,2-30 МГц.
6. Ультравысокая частота (УВЧ)- 30-300 МГц.
7. Сверхвысокие частоты (СВЧ)- свыше 300 МГц:
• Дециметровый диапазон- 460±4,6 МГц;
• Сантиметровый диапазон- 2375 МГц.

8. Крайне высокая частота (КВЧ) – миллиметровый диапазон – 40–60 ГГц.

Как следует из классификации диапазонов, к электромагнитным волнам УВЧ относят колебания частотой от 30 МГц до 300 МГц и длиной волны от 10 до1 м. Однако в аппаратах УВЧ-терапии используются две фиксированные частоты – 40.68 МГц (советская техника в наше время не производится; соответственно длина волны – 7,37 м) и 27,12 МГц (длина волны – 11,05 м в технике западных производителей).

Лечебным фактором УВЧ-воздействий является электрическое поле (э.п.). Оно формируется между электродами (конденсаторные пластины), которые подключаются к аппарату через изолированные гибкие кабели- фидеры. Силовые линии э.п. УВЧ идут от одной пластины к другой, пронизывая ткани тела пациента. Между пластинами и поверхностью тела имеется воздушный зазор или сухая фетровая прокладка, причем суммарный зазор не должен превышать 6 см. Важно помнить технологический принцип:

· для глубокого прогревания тканей указанный зазор устанавливается на большую величину;

· для прогревания поверхностных тканевых структур устанавливаться зазор меньшей величины.

Необходимо также помнить, что э.п. УВЧ пронизывает ткани человека насквозь, т.е. проходит и через токопроводящие ткани и диэлектрики. В этом сквозном действии прослеживается некоторый недостаток УВЧ-терапии, т.е. невозможность фокусирования лечебного воздействия на конкретную глубину тканевой структуры.

Однако максимум поглощения энергии э.п. УВЧ в разных тканях неодинаков:

· Максимальное поглощение имеет место в тканях, бедных жидкостью, а именно: в нервной, костной и соединительной ткани, подкожной жировой клетчатке, сухожилиях и связках.

· В богатых водой тканях (кровь, лимфа, мышечная ткань) тепла образуется на порядок меньше.

Важно отметить, что тепловой компонент в УВЧ- терапии не является определяющим и ощутимо проявляется лишь при выраженном нарастании интенсивности УВЧ- колебаний. В физиотерапевтическом воздействии э.п. УВЧ на ткани выделяют два механизменных компонента:

• осцилляторный или физико-химический компонент, называемый еще током смещения;
• ток проводимости – линейно-поступательные перемещения зарядов.

 

Действительно, из-за большой длины электромагнитных волн УВЧ-диапазона и сквозного проникновения э.п. УВЧ через ткани (их емкостное сопротивлениена этих высоких частотах значительно меньше, чем на низких) э.п. УВЧ воздействует не только на клеточные мембраны, но и на субклеточные структуры.

Макромолекулы (прежде всего белки) в вихревом поле УВЧ совершают колебательные и вращательные смещения - это и есть нетепловой осцилляторный или физико-химический компонент (т.е. ток смещения). В терапевтическом плане он является ведущим, и на него приходится до 85% энергопревращений.

Высокочастотная поляризация тканей током смещения изменяет прежде всего физико-химические свойства мембран.

 

Однако в вязкой среде этот ток смещения макромолекул из-за значительных сил трения может сопровождаться значительным преобразованием энергии УВЧ электрического поля в тепловую. Теплообразование при таких процедурах может ощутимо превышать метаболическое теплообразование. А плохое кровоснабжение и обедненность водой указанных выше тканей делают их теплоотдачу неэффективной. Именно поэтому в физиотерапевтических технологиях существуют приемы, ослабляющие тепловой компонент и усиливающие осцилляторно-химическое воздействие э.п. УВЧ на ткани.

Для усиления «осцилляторного» эффекта при УВЧ–терапии используют импульсный режим воздействия электрическим полем, при котором кратковременные (микросекунды) импульсы поля достаточно высокой напряженности разделены в тысячи раз более длительными паузами. В этом случае сохраняется необходимое осцилляторное действие, а тепловой эффект снижается до ничтожной величины. Для УВЧ–терапии в импульсном режиме применяются особые аппараты.

В диэлектрике под действием электрического поля происходит ориентационная и структурная поляризация молекул. Вращательные колебания поляризованных молекул под действием переменного высокочастотного поля сопровождаются потерями энергии на преодоление взаимодействия между молекулами, которое удерживает их в равновесном положении. Эти потери, называемые диэлектрическими, зависят от природы диэлектрика.

Низкомолярные ионы при их механическом линейно-поступательном движении в вязкой среде также обеспечивают продуцирование тепла - это так называемый ток проводимости. Конечно, из-за малой массы ионов относительно белковых молекул теплопродукция при токе проводимости на порядок меньше, чем при токе смещения.

За счет возникающего под действием высокочастотного электрического поля тока проводимости происходит нагрев электролитов.

 

 

 

Тепловые эффекты УВЧ – терапии. Тепловой прогрев тканей вызывает в них стойкую, длительную и глубокую гиперемию:

· усиливается микроциркуляция в тканях (диаметр капилляров возрастает в 3–10 раз);

· увеличивается скорость кровотока в крупных сосудах;

· ускоряется местная лифмодинамика;

· повышается проницаемость биомембран.

Лечебные эффекты УВЧ-терапии:

· противовоспалительный;

· экскреторный (выработка и выделение железистыми клетками экскретов и

инкретов);

· сосудорасширяющий;

· миорелаксирующий (понижение тонуса скелетных и гладких мышц и их расслабление);

· иммуномодулирующий (изменение уровня активности местного и общего иммунитета);

· трофический (повышение обменных процессов, энергетического и кислородного обеспечения и активное удаление шлаков).