Реферат: Индуктотермия. Аппараты для дарсонвализации и терапии током надтональной частоты
Индуктотермия
Тепловой эффект в тканях организма может быть получен не только с помощью высокочастотного электрического тока (диатермия) или поля (УВЧ-терапия), но и при воздействии высокочастотным магнитным полем за счет явления электромагнитной индукции. Соответствующий метод называется индуктотермией.
Магнитное поле при индуктотермии создается с помощью катушки (индуктора), обтекаемой высокочастотным током.
При действии переменного магнитного поля в тканях организма наводится электродвижущая сила индукции, вызывающая образование в них так называемых вихревых токов. На создаваемом этими токами тепловом эффекте и основан метод индуктотермии.
Схематическое изображение силовых линий магнитного поля и наведенных им вихревых токов в конечности, обвитой спиралью, приведено на рис. 1,а.
На рисунке пунктиром обозначены проходящие внутри спирали силовые линии поля. Вихревые токи протекают в плоскостях, перпендикулярных плоскости рисунка, и обозначены сплошными линиями.
Эквивалентной электрической схемой индуктора (при проведении процедуры) является высокочастотный трансформатор, нагруженный на сопротивление, эквивалентное активному сопротивлению тканей организма (рис. 1, б).
Количество тепла, выделяемое под действием высокочастотного магнитного поля в единицу времени в единице объема ткани, прямо пропорционально квадрату частоты колебаний, квадрату напряженности H2 магнитного поля и удельной проводимости ткани.
Рисунок 1 – Схематическое изображение принципа индуктотермии.
а - высокочастотное поле и вихревые токи в тканях;
б - эквивалентная схема индуктора с объектом.
Наибольшее образование тепла при индуктотермии, в отличие от диатермии и УВЧ-терапии, происходит в тканях с большей проводимостью, т.е. в жидких средах (кровь, лимфа) и наиболее снабженных ими тканях, например, в мышечной.
Бесконтактное воздействие и преимущественное выделение тепла в мышечных и других глубоколежащих тканях (сравнительно со слоем кожи и подкожной жировой клетчатки) является важным преимуществом индуктотермии, которое обусловливает ее широкое применение.
Однако индуктотермии присущи и определенные ограничения. Как уже указывалось, выделение тепла в тканях пропорционально квадрату напряженности магнитного поля. Поскольку магнитное поле по мере удаления от витков спирали ослабляется, то и количество выделившейся теплоты в тканях быстро убывает с глубиной.
Существенно ухудшают распределение энергии между тканями тела емкостные токи, протекающие в цепи между витками спирали и телом (соответствующие емкости показаны условно на рис. 2). Эти токи вызывают нагрев поверхностно расположенных тканей, имеющих относительно малую проводимость.
Рисунок 2 – Схема емкостей, образующихся при использовании индуктора в виде цилиндрической спирали.
Для уменьшения этого нежелательного эффекта должны соблюдаться определенные условия. Количество витков индуктора должно быть невелико и тем меньше, чем выше частота колебаний. Это объясняется увеличением емкости между витками и телом при увеличении числа витков и уменьшением емкостного сопротивления воздушного зазора с повышением частоты.
По указанным причинам количество витков спирали обычно не превышает четырех, а частота колебаний - 40 МГц. Нижний предел частоты определяется необходимостью эффективного нагрева тканей, имеющих по сравнению с проводниками низкую электропроводность, и поэтому составляет не менее 10МГц.
Для того чтобы еще больше ослабить действие электрического поля, необходимо между витками катушки, а также между витками и телом больного иметь определенные зазоры (порядка 1 см). Наличие зазоров позволяет также исключить действие на тело больного магнитного поля высокой напряженности, которое имеет место непосредственно около витков индуктора, и тем самым обеспечить более равномерный прогрев тканей по глубине.
На рис. 3 показаны силовые линии магнитного поля и относительное распределение температуры внутри однородного токопроводящего цилиндра диаметром d, помещенного внутри спирали диаметром D, обтекаемой высокочастотным током: без зазора (а) и с небольшим зазором (б). Как видно из сравнения графиков, во втором случае по указанной выше причине получается более равномерное распределение температуры.
Рисунок 3 – Распределение поля и температуры внутри диэлектрика (мышечная ткань) при воздействии переменным магнитным полем.
а - без зазора; б - с зазором.
Хотя наличие зазоров и улучшает равномерность нагрева тканей на глубине, однако значительно увеличивать зазор нельзя, так как при этом для поддержания необходимой напряженности магнитного поля в тканях приходится увеличивать ток в индукторе, т.е. подводимую к нему мощность. При этом возникает опасность перегрева самого индуктора.
При проведении процедур индуктотермии может использоваться как магнитное поле, образующееся внутри цилиндрической спирали (соленоида), в которую помещается часть тела (обычно конечность), так и поле рассеяния плоской спирали, наложенной на поверхность соответствующего участка тела.
Спираль образуется с помощью так называемого кабельного индуктора (рис. 4).
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--