Реферат: Физические основы действия высокочастотных колебаний на ткани организма
Активная составляющая тока, вызывающая потери энергии, определяется удельной проводимостью диэлектрика. Величина удельной проводимости учитывает все виды потерь в диэлектрике, как потери проводимости за счет колебательного движения ионов, так и диэлектрические потери за счет поворотов дипольных молекул.
Потери энергии в единицу времени в единице объема диэлектрика, находящегося в поле напряженностью Е, могут быть выражены либо через удельную проводимость: 
либо через угол потерь: 
где e0 - диэлектрическая постоянная.
Рисунок 2 – Диэлектрик.
а - эквивалентная схема; б - векторная диаграмма токов.
Диатермия
Диатермия - один из первых методов высокочастотной терапии была введена в медицинскую практику в начале ХХ века. Сущность диатермии заключается в прогревании тканей тела высокочастотным током (1,5-2 МГц), проходящим между двумя контактно наложенными на поверхность тела металлическими электродами.
Возможность использования теплового эффекта, создаваемого значительным по силе током (до 2 А), основано на снижении раздражающего действия переменного тока с повышением его частоты.
Раздражающее действие тока обусловлено нарушением ионного равновесия между протоплазмой клетки и окружающей клетку средой, которое происходит вследствие смещения ионов от своего среднего положения.
При прохождении через ткани переменного тока ионы электролитов, входящих в состав тканей, приходят в колебательное движение. С увеличением частоты тока время движения ионов в одном направлении, следовательно, и их максимальное смещение уменьшаются. Соответственно уменьшается и раздражающее действие тока. При частоте колебаний порядка несколько сотен килогерц смещение становится соизмеримым со смещением в процессе теплового (молекулярного) движения, и переменный ток никакого раздражающего действия на ткани организма не оказывает.
Тепловое действие тока при диатермии определяется, в основном, ионными потерями, т.е. выделением тепла, происходящим при колебательном движении ионов. В связи с относительно низкой частотой, используемой при диатермии, диэлектрические потери в тканях невелики. Количество тепла q в калориях, выделяемое за единицу времени в единице объема однородной ткани, может быть рассчитано на основании закона Джоуля-Ленца, где j-плотность тока, r- удельное сопротивление ткани.
На частотах 1-2 МГц удельное сопротивление тканей с большим содержанием жидкостей (кровь, мышцы, ткани внутренних органов) составляет 100-200 Ом.см, удельное сопротивление бедных электролитами жировой и костной ткани значительно выше и составляет 2000-5000 Ом.см.
При проведении диатермии высокочастотный ток проходит последовательно через переходное сопротивление между электродом и кожей, слой кожи и подкожной жировой клетчатки, мышечные и другие глубоко лежащие ткани. В результате относительно более высокого удельного сопротивления кожи и жировой клетчатки в этих тканях выделяется наибольшее количество тепла. Это нежелательное распределение теплоты по слоям тканей усугубляется и тем, что при контактном наложении электродов непосредственно под ними имеет место повышенная плотность тока, а в глубоко расположенных тканях пути тока разветвляются и плотность тока значительно снижается. Преимущественный нагрев поверхностных слоев тканей тела - существенный недостаток диатермии, ограничивающий возможности ее применения.
При диатермии используют металлические электроды, форма и размер которых находятся в соответствии с подлежащей воздействию соответствующей частью тела. Наиболее часто применяются пластинчатые электроды, которые изготавливают из луженого свинца толщиной 0,5-1мм. Электроды располагают обычно друг против друга (поперечно) так, чтобы подвергаемая воздействию область тела находилась между ними.
Кроме пластинчатых, используют также полые фигурные электроды из нержавеющей стали: цилиндрические - для кистей рук, яйцевидные разных размеров - для влагалища, плоские, изогнутые под тупым углом - для простаты и т. д. Для воздействия на конечности находят также применение ванночки из пластмассы, наполненные 10% раствором поваренной соли.
При проведении диатермии в течение всего времени процедуры должен быть обеспечен хороший контакт между всей поверхностью электрода и кожей (слизистой оболочкой). Для этого пластинчатые электроды плотно прибинтовывают к телу с помощью резинового бинта (рис. 3), а при необходимости дополнительно прижимают мешочками с песком. При нарушении контакта между частью поверхности электрода и телом увеличивается плотность тока и соответственно нагрев кожи, что может привести к ожогам.
Рисунок 3 – Наложение электродов при диатермии.
При определенных условиях между неплотно прилегающим электродом и телом больного возможно возникновение высокочастотных искр. В связи с выпрямляющим действием искры при этом не исключено прохождение через ткани и органы импульсов тока низкой частоты, которые могут представить опасность для больного. Возможность местных ожогов при нарушении правил наложения электродов - также существенный недостаток диатермии.
Тепловое действие высокочастотного тока прямо пропорционально квадрату его плотности, а, следовательно, при определенной площади электродов и области воздействия - квадрату силы тока. Поэтому дозиметрия при диатермии осуществляется измерением высокочастотного тока в цепи пациента. Величина тока выбирается, исходя из площади меньшего из примененных электродов и допустимой плотности тока, составляющей в среднем 0,01-0,015 А/см2 . При использовании внутриполостных электродов в связи с улучшением контакта и уменьшением переходного сопротивления между электродом и телом плотность тока может быть повышена до 0,03 А/см2 .
Важным критерием при проведении диатермии являются ощущения, испытываемые больным. Ощущения жжения или чрезмерного тепла под электродом свидетельствуют о его неплотном прилегании или неровной поверхности. Эти недостатки должны быть немедленно устранены.
Следует иметь в виду, что величина высокочастотного тока, проходящего через тело пациента, может служить только для косвенной оценки энергии, выделяемой в тканях пациента. Это объясняется, прежде всего тем, что общее количество выделившегося тепла при одной и той же величине тока может колебаться в значительных пределах в зависимости от сопротивления участка тканей между электродами, которое, в свою очередь, зависит от площади электродов и строения тканей тела пациента в области воздействия. Кроме того, как уже указывалось, при диатермии имеет место крайне неравномерное распределение тепла между поверхностными и глубоко расположенными слоями тканей, причем в глубине тела ток разветвляется на параллельные ветви, проходящие через участки тканей с наименьшим сопротивлением (кровь, мышцы), обходя костные и жировые ткани. Таким образом, при диатермии трудно обеспечить местный нагрев определенных участков тела, особенно при их глубоком расположении.
В связи с указанными выше недостатками диатермии с появлением новых более эффективных методов диатермия постепенно выходит из широкой практики, а серийный выпуск аппаратов для диатермии прекращен.
ЛИТЕРАТУРА
1. Системы комплексной электромагнитотерапии: Учебное пособие для вузов/ Под ред А.М. Беркутова, В.И.Жулева, Г.А. Кураева, Е.М. Прошина. – М.: Лаборатория Базовых знаний, 2000г. – 376с. 2000
2. Электронная аппаратура для стимуляции органов и тканей /Под ред Р.И.Утямышева и М.Враны - М.: Энергоатомиздат, 2003.384с.. 2003
3. Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура. :[Учебн. пособие] - Мн.: Медицина, 2001. - 344с. 2001