Воздействие УВЧ на биологические ткани

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Воздействие УВЧ на биологические ткани

Манько И.В. Акиньшина Н.С. Голочалова А.В.

Белгородский Государственный национальный

исследовательский университет

НИУ «БелГУ» Белгород, Россия

Проведен анализ полученных данных зависимости роста температуры от биологической ткани при проведении УВЧ-терапии. Преимущество такого метода состоит в том, что при традиционном нагревании, например, от грелки, тепловая энергия поступает в организм путем теплопередачи, поэтому ткани нагреваются неравномерно. Согреваются главным образом кожа и прилегающая к ней жировая клетчатка, а также поверхностно расположенные мышцы, тогда как температура более глубоких тканей в организме (мышц, суставов) почти не изменяется.

Ключевые слова: УВЧ-терапия, электролит, диэлектрик, биологические ткани.

EFFECT OF ULTRAHIGH FREQUENCIES ON BIOLOGICAL TISSUES

Manko I.V. Akinshina N.S. Golochalova A.V., Belgorod National Research University

The analysis of the obtained data of temperature dependence on biological tissue during UHF therapy is carried out. The advantage of this method is that, with traditional heating, for example, from a heating pad, thermal energy enters the body by heat transfer, so the tissues are heated unevenly. The skin and the adipose tissue, as well as superficially located muscles, are warmed mainly, while the temperature of the deeper tissues in the body (muscles, joints) remains almost unchanged.

Key words: UHF therapy,electrolyte,dielectric, biological tissues.

Развитие радиотехники позволило получать электромагнитные колебания очень высокой частоты (до сотен миллиардов и больше колебаний в секунду). Такие колебания, создающие электромагнитное поле высоких частот разной мощности, нашли широкое применение в лечебной практике [1].

УВЧ-терапия - воздействие на организм с лечебно-профилактическими и реабилитационными целями непрерывным или импульсным электрическим полем ультравысокой частоты (от 30 до 300 МГц) [6]. Электрическое поле при УВЧ-терапии подводится к тканям организма с помощью конденсаторных пластин, подсоединенных к генератору УВЧ-колебаний. Рассмотрим физические процессы, которые возникают в проводниках и диэлектриках под влиянием электрического поля УВЧ. Если в электрическое поле поместить проводник, то в нем возникает перемещение заряженных частиц (зарядов) в соответствии с их полярностью и направлением поля, т.е возникает электрический ток, который носит название тока проводимости [3].

При помещении в электрическое поле диэлектрика возникает поляризация молекул, образующих диэлектрик. Молекулы, у которых под влиянием электрического поля появились положительный и отрицательный полюсы, поворачиваются в электрическом поле положительным своим полюсом в сторону отрицательно заряженной обкладки конденсаторного электрода, а отрицательным полюсом в сторону положительно заряженной обкладки. Таким образом, молекулы диэлектрика в электрическом поле поворачиваются. Однако во время такого поворота поляризованной молекулы диэлектрика происходит перемещение ее положительного полюса, несущего положительный заряд, в сторону отрицательно заряженной пластины конденсаторного электрода, а отрицательного полюса в сторону его положительно заряженной пластины. Такое перемещение электрических зарядов в результате смещения зарядов диполей в диэлектрике получило название тока смещения. Следовательно, при наложении электрического поля в проводниках возникает ток проводимости, в диэлектрике - ток смещения [5].

Существуют различные аппараты для проведения УВЧ терапии. Аппарат представляет собой прибор, который имеет электроды, между которыми и возникает переменное электрическое поле (рис1). Поглощение энергии электрического поля УВЧ биологическими тканями сравнительно невысоко, благодаря чему оно обладает выраженной проникающей способностью и пронизывает насквозь участок тела, расположенный между электродами.

Такую терапию проводят пациентам с жалобами на воспалительные процессы различного рода, сердечно-сосудистые нарушения, заболевания кожи, ЛОР-заболевания [7].

температура биологический ультравысокочастотная терапия

Рис.1 Аппарат УВЧ-терапии

Действие переменного тока на организм человека зависит от его частоты. Так воздействие низких, звуковых и ультразвуковых частот вызывает раздражающие действие на биологические ткани человека. Происходит смещение ионов растворов электролитов, их разделением, изменением их концентрации в разных частях клетки и межклеточного пространства [2]. При частотах более 500 кГц смещение ионов становится соизмеримым со смещением в результате молекулярно-теплового движения, поэтому раздражающего действия на биологическую ткань не возникает, а основным первичным эффектом будет тепловое воздействие. Тепловое воздействие при проведении УВЧ терапии отличается от локального нагревания грелкой или любым другим тепловым прибором. При нагревании посредством УВЧ терапии происходит образование теплоты во внутренних частях организма. Выделяемая теплота зависит от диэлектрической проницаемости тканей, их удельного сопротивления и частоты электромагнитных колебаний [4].

В ходе эксперимента был использован аппарат для УВЧ- терапии УВЧ -30.03 представляющий собой ламповый генератор электромагнитных колебаний ультравысокой частоты. Частота колебаний составляет 40,68 МГц. Для исследования воздействия УВЧ на биологические ткани были взяты 2 пробирки с диэлектриком и электролитом в качестве имитации биологических тканей в теле человека. Установка состоит из сосуда с термометром и самого аппарата УВЧ терапии. Пробирки помещаются между электродами прибора на некотором расстоянии. На панели прибора выставляется таймер и измерения температуры в пробирках записываются в течение 20 минут с интервалом в 5 минут. Данные измерений представлены в таблице.

Таблица

Для наглядности построим график зависимости температуры от времени нагрева.

Из графика видим, что нагрев пробирки с диэлектриком происходит быстрее, чем электролита. Так как живой организм представляет собой сложную систему, в состав которой входят как элементы проводника, так и диэлектрика. Наибольшим удельным сопротивлением в теле человека обладают кожа, жир, кости, мышцы соответственно их нагрев происходит быстрее, чем у органов богатых кровью или лимфой- легкие, печень, лимфатические узлы, кровеносные сосуды. Эту зависимость мы и наблюдаем на графике.

Список литературы

1. Абрикосов И.А. Импульсное электрическое поле ультравысокой частоты / И.А. Абрикосов. - М.: Медгиз, 1958. - 174 с.

2. Бецкий, О.В. Современные представления о механизмах воздействия низкоинтенсивных миллиметровых волн на биологические объекты / О.В. Бецкий, Н.Н. Лебедева // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2001.- №3(24).-С 5-19.

3. Ливенцев Н.М. Курс физики/ Н.М. Ливенцев.- М.: Высшая школа, 1978. - Т. 1. - С. 188-199. - Т. 2. - С. 172-181.

4. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб.для вузов/ А.Н.Ремизов, А.Г. Максина, А.Я.Потапенко.- 4-е изд., перераб. и дополн. - М.: Дрофа, 2003.-560с.

5. Сафроненко В.А. Физиотерапия и физиопрофилактика: учеб.-метод. пособие / В.А. Сафроненко, М.З. Гасанов; ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России, каф. внутренних болезней с основами общей физиотерапии № 1. - Ростов н/Д: Изд- во РостГМУ, 2015. - 107 с.

6. Улащик B.C. Общая физиотерапия: Учебник / B.C. Улащик, И.В. Лукомский. -3-еизд., стереотип. - Мн.: Книжный Дом, 2008. - 512 с.

7. Ушаков А. А. Практическая физиотерапия/ А. А. Ушаков. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ООО "Медицинское информационное агентство", 2009.- 608 с.

Размещено на Allbest.ru