Лечебные электронные системы

Одним из наиболее широко распространенных методов лече­ния и профилактики заболеваний являются методы высокочастот­ной терапии. Это воздействие на ткани и органы высокочастотных электромагнитных колебаний. По­лучают элек­тромагнитные колеба­ния с помощью колеба­тельного контура.

 

Идеальный колебательный контур состоит из ка­тушки индуктивности и конден­сатора. Если за­рядить конденсатор такого контура, то в нем воз­никнут периодически повторяющиеся процессы перехода электрического поля конден­сатора в энергию магнитного поля катушки и обратно по­средством электрического тока. При определен­ных условиях от колебательного контура в про­странстве будет распространятся электромагнит­ная волна. Совокупность этих физических фак­торов и носит название электро­магнитных коле­баний. Изменение этих факторов в идеальном колебательном контуре происходит по гар­мони­ческому закону. Период колебаний в контуре оп­ределяется емкостью конденсатора и индуктив­ностью катушки по известной формуле Томсона Т = 2π(LC)1/2

В реальном колебательном контуре присутствует активное со­противление, поэтому колебания в нем будут затухающими. Если периодически за­ряжать конденсатор контура, то после каждой за­рядки в нем будет возникать залп высокочас­тот­ных затухающих колебаний. Воздействие на ткани и органы человека затухающими колеба­ниями тока называется местной дарсонвализа­цией. Аппа­рат для воздействия носит название генератор Д'Арсонваля. Периодическая зарядка конденсатора контура с ударным возбуждением осуществляется с помощью генератора прямо­угольных импульсов. Частота повто­рения пря­моугольных импульсов 50 Гц. Частота высоко­частотных колебаний тока в контуре 110 кГц. Во вторичной катушке наво­дится ЭДС индукции напряжением 20 - 30 кВ. Воздействие осу­ществ­ляется стеклянным электродом, запол­неным воз­духом при давлении 0,1 - 0,5 мм. рт. ст. Второго электрода нет, однако цепь замкнута через воз­душную сре­ду, которую можно пред­ставить в виде конденсатора (пунктирные линии). Дейст­вующим фактором является высокочастотный разряд (ток), возникающий между элект­родом и поверхностью тела па­циента. Интенсивность вы­сокоча­стотного разряда меняется от "тихого", вы­зывающего тонизи­рующее действие на нервные ре­цепторы кожи и слизистой, до слабого искро­вого, оказы­вающе­го уже раздражающее, а в от­дельных случаях легкое прижига­ющее действие. Для получения незатухающих колебаний необхо­димо периоди­чески пополнять энергию конту­ра от постороннего источника напряжения. Для этих целей ис­пользуется генератор электри­чес­ких колебаний.

 

Генератор состоит из:

1.Колебательного контура;

2.Триода с катушкой обратной связи;

3.Источника постоянного электрического напря­жения.

При подключении источника питания конденса­тор контура за­ряжается до определенного на­пряжения и в контуре возникает ток, изме­няю­щийся по гармоническому закону. В первой чет­вер­ти периода ток в контуре возрастет от 0 до Jmax. В этот период времени в катушке связи ин­дуцируется ЭДС, приложенная "+" к сетке, лампа открыта, происходит пополнение энергии кон­тура. Во второй четверти периода ток умень­ша­ется от Jmax. до 0. В ка­тушке связи возникает ЭДС, приложенная "-" к сетке, лампа зак­рыта. Далее процесс повторяется. Таким образом, за период лам­па дважды бывает открыта, в это время и происходит пополнение энергии контура и в нем возникают незатухающие электромаг­нитные колебания. Лампа с катушкой обратной связи играет роль своеобразного ключа, только в определенные моменты, открыва­ющего доступ энергии от источника питания к контуру, они иг­ра­ют роль механизма обратной связи. В генера­торах, используемых в медицинских целях, к контуру генератора индуктивно под­ключа­ется терапевтический контур. В нем возникают вы­нужденные ко­лебания, частота которых опреде­ляется контуром автогенератора. Терапевтиче­ский контур и контур автогенера­тора настроены в ре­зонанс. Описанный генера­тор используется в следующих методах высоко­частотной терапии: диатермия, индуктотермия, УВЧ-терапия, мик­роволновая и ДВЦ-терапия.

Диатермия — это ме­тод воздействия на ткани организма высокочастот­ного электрического тока. Способ воз­действия контактный. Час­тота колебаний 1-2 МГц (в России - 1,625 МГц).

 

Эффект - тепловой, механизм выделения тепла связан с увеличе­нием колебательного движения ионов в проводящих тканях орга­низма при про­пускании высокочастотного тока. Количество выде­ленного тепла определяется по формуле

Q = kσ2/γ

где k - коэффициент пропорциональности, зави­сящий от выбора единиц, σ = J / S — плот­ность тока на электродах, γ - удельная проводи­мость ткани. Так как количество теплоты обратно про­порционально удельной проводимости, наи­больший тепловой эф­фект происходит в плохо проводящих тканях (подкожный жировой слой, клетчатка, некоторые соединительные ткани). Теплообразо­вание можно значительно усилить, если сделать площадь одного или обоих электро­дов очень малой. В этом случае под электро­дом ткань разрушается (разрезается). Этот эффект ис­пользуется в методе хирургиче­ской диатермии. При "электрическом" разрезе одновременно про­исходит коагуляция кровенос­ных сосудов, по­этому метод хирургической диатермии называют диатермокоагуляция. Воздействие на ткани орга­низма переменным высокочастот­ным магнит­ным полем называется индуктотермией.

 

Ка­тушка LB в зависимости от области воздейст­вия может иметь раз­личную форму и размеры. Магнитное поле, создаваемое в этой катушке на­водит в проводящих тканях организма высо­ко­частот­ные замкнутые вихревые токи. Эти токи и вызывают эффект теп­лообразования. Количе­ство выделенной теплоты определяется форму­лой Q = kv2B2γ . Этот метод лечения используется для воздействия на хорошо проводящие ткани (мы­шечная, нервная ткань, кровеносные сосу­ды). При индуктотермии используется частота 10 - 15 МГц.

При УВЧ - терапии происходит воздействие пе­ременным высокочастотным электрическим по­лем, частотой 40 - 50 МГц.

 

При воздей­ствии такого поля в проводящих тка­нях усиливается колебательное движение ионов, в непроводящих - вращательное движение ди­польных молекул, в результате чего выделя­ется теплота. Формулы теплообразования:

- для проводящих тканей: Q = kЕ2γ , Е - напря­женность электрического поля,

- для ди­электрических тканей: Q = kvεε0E2tg δ , ε 0 - диэлектрическая постоянная, ε - относительная диэлектрическая проницаемость, v - частота, δ - так называемый угол потерь, он определяет от­ставание по фазе вращения дипольных моле­кул от изменения электрического поля.

В микроволновой и ДЦВ-терапии использу­ется открытый ко­лебательный контур. В про­стейшем виде это обычный прямой проводник (антенна). Такой контур способен излучать на­правлен­ный поток электромагнитных волн.

 

Используемая ча­стота 460 МГц , 2375 МГц. Эф­фект воздействия тепловой. Способ воздейст­вия бесконтактный.

В современной физиотерапии все большее зна­чение приобре­тает применение импульсных токов. Импульсы прямоугольной формы полу­чают с помощью импульсных генераторов — муль­тивибраторов.

 

Он состоит из двух одинаковых триодов. За счет обратной связи анодов с сетками противополож­ных триодов, ток в этих триодах "мгновенно" увели­чивается до Jmax, а затем также быстро уменьшается до 0. Импуль­сы прямоугольной формы возникают на обоих триодах, но они про­тивофазны.

Основными характеристиками импульсных токов являются:

а. Амплитуда тока - А,

б. Период импульса - Т,

в. Длительность импульса - t,

г. Частота повторения импульсов - v = 1/Т,

д. Длительность паузы между импульсами - t0,

е. Скважность — это отношение периода им­пульса к его дли­тельности