ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Воздействие переменным магнитным полем

Лабораторная работа №12

Изучение воздействий электромагнитных полей

На биологические ткани

Студент должен знать: схему простейшего лампового генератора незатухающих электрических колебаний и принцип ее работы, процессы, происходящие в колебательном контуре, период колебаний, терапевтический контур и его назначение, физические основы действия высокочастотных полей (УВЧ терапия, индуктотермия, диатермия, микроволновая терапия), использование высокочастотных токов в медицине (электрокоагуляция, электрохирургия).

Студент должен уметь: правильно пользоваться аппаратом УВЧ и настраивать его в резонанс.

Краткая теория

В медицинской практике применяемые с лечебной целью переменные токи высокой частоты либо подводятся непосредственно к телу (диатермия), либо они возникают в последнем под влиянием высокочастотных электромагнитных полей (индуктотермия и УВЧ-терапия).

Принято следующее разделение электромагнитных колебаний по их частоте:

Низкая частота (НЧ) – 20 Гц.

Звуковая (З) – 20 Гц –20 кГц.

Ультразвуковая (УЗ) – 20кГц – 200 кГц.

Высокая (ВЧ) – 200 кГц – 30 МГц.

Ультравысокая (УВЧ) – 30 МГц – 300 МГц.

Сверхвысокая (СВЧ) – свыше 300 МГц.

Воздействие переменного тока на ткани значительно отличаются от воздействия постоянного тока.

При низких, звуковых и ультразвуковых частот переменный ток вызывает раздражения. Разрушающее действие переменного тока связано со смещением ионов в межклеточной ткани, внутри клетки, разделением ионов на самой мембране, изменением концентрации ионов в различных частях клетки.

Раздражающее действие переменного тока зависит от формы импульса, от его длительности и его амплитуды.

При частотах более 500 кГц смещение ионов становится соизмеримым с их смещением возникающих в результате теплового движения и переменный ток уже не вызывает раздражающего действия. Основным эффектом воздействия переменного тока на ткани организма является его тепловое воздействие.

Прогревание тканей токами высокой частоты происходит за счет образования теплоты во внутренних органах. Выделяемая теплота зависит от диэлектрических свойств тканей, их удельного сопротивления, частоты тока.

Прогрев можно сделать целенаправленным и изменяя силу тока можно регулировать мощность тепловыделения.

P=I²R; I=jS; R= ;

где I- сила тока в биологической ткани.

R – сопротивления биологической ткани.

j – плотность тока, - удельное сопротивление биологической ткани.

Тогда P=j^2.S^2. =j² ^.

Так как , то

Где q- мощность тепла выделяющейся в единице объема биологической ткани.

Т.е. мощность тепла выделяемая в единице объема в 1 сек зависит от плотности тока и удельного сопротивления ткани.

Пропускание тока высокой частоты через биологические ткани получило название диатермии и местной дарсонвализации.

При диатермии используется ток с частотой 1 МГц при напряжении 100 – 150 В. При местной дарсонвализации используется ток с частотой 100 – 400 кГц. при напряжении – десятки кВ и силой тока 10 – 15 мА.

Т.к. q зависит от , то наибольший прогрев имеют ткани, обладающие большим удельным сопротивлением: кожа, жировая клетчатка, кости и т.д. Наименьший прогрев испытывают ткани, обладающие малым удельным сопротивлением (легкие, печень, лимфатические узлы и т. д.).

Токи высокой частоты используются и для хирургических целей – электрохирургия. Они позволяют «сваривать» ткани (диатермокоагуляция) и для рассечения тканей (диатермотомия).

При диатермокоагуляции применяют ток с плотностью до 6 – 10 мА/мм², при этом температура ткани повышается и коагулирует. При рассечении ткани используется острый электрод (электронож) при плотности тока до 40 мА/мм².

Воздействие переменным магнитным полем

на ткани организма (индуктотермия)

Рис. 1

Схема воздействия переменным магнитным полем

на биологическую ткань

Поместим образец (ткань) в переменное магнитное поле (рис. 1). Магнитный поток магнитного поля изменяется по закону: , а сила тока в ткани:

Полагая, что .

Так как тогда .

Обозначим , где k- коэффициент, учитывающий геометрические размеры ткани.

Тогда сила тока в биологической ткани определяется:

Допустим, что В изменяется по закону cos wt т.е. B=B_m^.cos wt, а изменение индукции со временем будет определяться выражением:

Тогда сила тока в ткани:

Мощность

Подставляя силу тока в формулу мощности, получим:

;

Мощность, выделяемая в единице объема в единицу времени q будет определяться уравнением

где K= ,

Анализируя полученное выражение, приходим к выводу, что , где удельное сопротивление ткани.

Ткань обладает как диэлектрическим, так и электролитными свойствами. Удельное сопротивление электролитов меньше чем для диэлектриков. Поэтому ткани, обладающие электролитными свойствами, прогреваются эффективнее, чем диэлектрики при одной и той же частоте магнитного поля (положительный эффект). К таким тканям относятся мышцы богатые сосудами, межтканевая жидкость и т.д.