ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И ТОКИ

Порог ощутимого тока — минимальная сила тока, раздражающее действие которого ощущает человек.
Порог неотпускающего тока — минимальная сила тока, вызывающая такое сгибание сустава, при котором человек не может самостоятельно освободиться от проводника.

Диапазоны высокочастотных электрических колебаний и электромагнитных волн :
высокой частоты (ВЧ) - от 0,2 МГц до 30 МГц;
ультравысокой частоты - (УВЧ) - от 30 МГц до 300 МГц;
сверхвысокой частоты (СВЧ) - свыше 300 МГц,

Действие высокочастотного тока
Основным первичным эффектом высокочастотного тока является тепловое воздействие.

Преимущества лечебного прогревания ВЧ электромагнитными колебаниями
• образование теплоты во внутренних частях организма;
• подбирая соответствующую частоту, можно осуществлять термоселективное воздействие;
• можно дозировать нагревание, регулируя мощность генератора;
• возникновение внутримолекулярных процессов, которые приводят к специфическим эффектам.

Тепловая мощность q, выделяющаяся в единице объема ткани при протекании тока, пропорциональна квадрату плотности тока j, умноженному на удельное электросопротивление ткани ρ.
q=j2ρ

Действие высокочастотного тока
Диатермия (сквозное прогревание) — получение теплового эффекта в глубоколежащих тканях. При диатермии применяют ток частотой 1-2 МГц, напряжением 100-150 В, сила тока 1-1,5 А.

Рис. 1. Схема расположение биологической ткани между электродами

При диатермии сильно нагреваются кожа, жир, кости, мышцы (так как у них наибольшее удельное сопротивление). Меньше нагреваются органы, богатые кровью или лимфой: легкие, печень, лимфоузлы.
Недостаток диатермии — непродуктивное выделение теплоты в слое кожи и подкожной клетчатке.

Местная дарсонвализация — лечебное воздействие на отдельные участки тела больного слабым импульсным переменным током высокого напряжения. При этом применяют ток частотой 100-400 кГц, силой I = 10-15 мА и напряжением — десятки кВ.

Использование ТВЧ для хирургических целей.
Диатермокоагуляция — прижигание, «сваривание» ткани. При этом применяется плотность тока 6-10 мА/мм2, в результате чего температура ткани повышается и ткань коагулирует.

Диатермотомия — рассечение тканей при помощи электрода в форме лезвия. При этом плотность тока составляет 40 мА/мм2. Электрохирургическое воздействие сопровождается меньшими кровопотерями.

Действие переменного электрического поля (УВЧ)
Ультравысокочастотная (УВЧ) терапия — лечебное использование электрической составляющей переменного электромагнитного поля ультравысокой частоты.
При этом биологическая система помещается между плоскими электродами, которые не касаются тела.

Рис. 2. Схема воздействия полем УВЧ

Рис. 3. Способы наложения электродов: а — поперечное, б —продольное, в — тангенциальное

Воздействие поля УВЧ на проводник.
Тепловая мощность q, выделяемая в единице объема проводника в электрическом поле УВЧ, прямо пропорциональна квадрату напряженности Е электрического поля и обратно пропорциональна удельному электросопротивлению ρ.

Воздействие поля УВЧ на диэлектрик.
Тепловая мощность q, выделяемая в единице объема диэлектрика в электрическом поле УВЧ, прямо пропорциональна относительной диэлектрической проницаемости ε, круговой частоте ω, квадрату напряженности электрического поля Е и тангенсу угла диэлектрических потерь tg δ.

При УВЧ терапии диэлектрические ткани организма нагреваются интенсивнее проводящих (на частоте около 40 МГц, которая используется на практике).
Тепловой эффект не всегда является главной целью УВЧ процедуры.

Во многих случаях важным является действие на физиологическое состояние клетки, которое может изменяться под влиянием колебаний полярных молекул или отдельных частей органических молекул в переменном УВЧ электрическом поле.

Действие электромагнитных волн (СВЧ)
Дециметровая терапия (ДЦВ-терапия) — лечебное использование электромагнитных волн дециметрового диапазона (частота — 460 МГц, длина волны — 65,2 см). Под действием таких волн в тканях организма возникают ориентационные колебания дипольных молекул связанной воды.

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.

Электромагнитные волны СВЧ диапазона вызывают тепловой эффект вследствие реализации следующих механизмов.
1. Поляризация молекул вещества и ориентационные колебания дипольных молекул, в первую очередь дипольных молекул связанной воды.
2. Электромагнитная волна воздействует на ионы биологических тканей и вызывает переменный ток проводимости.

Тепловая мощность q, выделяемая в единице объема ткани при микроволновой терапии, прямо пропорциональна относительной диэлектрической проницаемости ткани ε, квадрату частоты ν и квадрату интенсивности электромагнитной волны I.

Максимальное поглощение энергии СВЧ-волн, а следовательно и большее выделение тепла, происходит в органах и тканях, богатых водой (кровь, лимфа, мышечная ткань). В костной и жировой ткани воды меньше, они нагреваются меньше.

Дистанционная 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.

Гармоническое магнитное поле.
Высокочастотная магнитотерапия — лечебное применение магнитной составляющей электромагнитного поля высокой частоты. Для формирования переменного магнитного поля в данном случае используют индукторы-соленоиды. В результате явления электромагнитной индукции в проводящих тканях образуются вихревые токи Фуко, нагревающие объект.

Тепловая мощность q, выделяемая в единице объема ткани под воздействием переменного магнитного поля, прямо пропорциональна квадрату магнитной индукции В, квадрату частоты и обратно пропорциональна удельному электросопротивлению ρ.

При высокочастотной магнитотерапии больше теплоты выделяется в тканях с меньшим удельным сопротивлением. Поэтому сильнее нагреваются ткани, богатые сосудами, например мышцы. В меньшей степени нагреваются такие ткани, как жир.

Рис. 4. Способы наложения индуктора кабеля при различных методиках высокочастотной магнитотерапии