Лабораторная работа № 7 терапевтическая техника, основанная на применении вч, свч и увч токов
Цель занятия: Изучить принцип работы высокочастотной физиотерапевтической аппаратуры, виды приборов, применение в медико-биологической практике.
Краткая теория.
Аппараты УВЧ, применяемые для лечения электрическим полем ультравысокой частоты, представляют собой генераторы электрических колебаний (ν =40,68* 106 Гц.), индуктивно связанные с терапевтическим колебательным контуром. Электрические колебания последнего используются для воздействия на пациента, находящегося в сфере действия ультравысокочастотного электрического поля между электродами терапевтического контура.
Электрическая схема аппарата УВЧ - 4.
Рассмотрим принципиальную схему аппарата УВЧ. В этой схеме можно различать следующие основные части: а) блок питания, ламповый генератор незатухающих электрических колебаний, в) терапевтический контур.
Рис.1 Схема аппарата УВЧ
По типу питания генератор УВЧ-4 является генератором с последовательным питанием, а по типу обратной связи – генератором с емкостной связью (через междуэлектродную емкость «анод- сетка» генераторных ламп). Особенностью генератора УВЧ является то, что в состав колебательного контура входят междуэлектродные емкости ламп (емкости между анодом и катодом ) наряду с подстроечным конденсатором С малой емкости, служащим для точной настройки контура на заданную частоту.
Блок питания.
В состав блока питания входят Тр с первичной обмоткой и двумя вторичными. Первичная обмотка состоит из компенсатора напряжения сети КС и двух обмоток, которые могут быть соединены либо последовательно (при U =220 В), либо параллельно (при U =127 В). Вторичные обмотки служат для питания накальных и анодных цепей двух генераторных ламп Л1 и Л2. Переменное напряжение подается на аноды генераторных ламп через дроссель Др, а на катоды через измерительный прибор mA и далее через землю.
Генератор незатухающих колебаний УВЧ.
Генератор ультравысокочастотных колебаний можно рассматривать как сочетание двух простых однотактных генераторов, имеющих общий анодный колебательный контур, общее питание накала и анода и сопротивление R . Сопротивление R позволяет автоматически создавать на сетках обеих ламп Л1 и Л2 отрицательный потенциал относительно катода (напряжение смещения), при котором обе лампы при отсутствии колебаний в контуре заперты. Такое отрицательное смещение создается за счет падения потенциала на сопротивлении при течении по нему сеточного тока, обусловленного движением части электронов через это сопротивление от сетки к катоду, что эквивалентно течению положительных зарядов в противоположном направлении. Для симметричного изменения потенциалов на катушках индуктивности L контура и емкости С средние точки этих элементов схемы заземлены.
При подаче анодного напряжения в анодном контуре LC возникают электрические колебания, обусловливающие появление на пластинах конденсатора С и концах катушки L периодических изменений потенциала, одинаковых по величине и одинаковых по знаку. Если на верхней пластине конденсатора С положительный потенциал, то на его нижней пластине потенциал отрицательный. Через емкостную связь между анодом и сеткой колебания потенциала передаются на сетки ламп Л1 и Л2 .
Это значит, что верхняя лампа Л1 будет открыта, тогда как нижняя Л2 будет заперта. В другую половину периода колебаний, потенциалы на сетках генераторных ламп изменяется на противоположные: лампа Л2 будет открыта, а лампа Л1 - заперта. Лампы работают поочередно, со сдвигом фаз на 180º.
Таким образом, если в первую половину периода работает лампа Л1 и в верхней половине катушки контура L течет анодный ток вверх, то в другую половину периода работает лампа Л2 , и в нижней половине катушки контура L течет анодный ток вниз. Так как потенциал на сетке каждой лампы изменяется по закону синуса, то анодный ток в каждую половину периода имеет характер синусоидальных пульсаций. Эти пульсации анодного тока складываются в катушке L контура с током колебательного разряда конденсатора, циркулирующим в колебательном контуре LC . Таким образом, в контуре LC поддерживаются незатухающие электрические колебания ультравысокой частоты.
Так как колебания напряжения, возникающие в контуре, подаются на управляющие сетки ламп, то, вследствие усиливающего действия ламп, эти колебания напряжения подаются вновь на колебательный контур уже усиленными. Усиленные колебания напряжения из катушки контура через емкостную связь вновь поступают на сетки ламп, вновь усиливаются и т.д. Амплитуда колебаний возрастает до некоторого предела, ограничиваемого величиной тока насыщения генераторных ламп.
Терапевтический контур.
Для наилучшего использования ультравысокочастотных колебаний, создаваемых генератором, терапевтический контур аппарата настраивается в резонанс с колебательным контуром генератора. Терапевтический контур состоит из одного витка LТ, представляющего собой индуктивность терапевтического колебательного контура, и конденсатора СТ с емкостью порядка 40 пФ. При изменении расстояния между электродами и их взаимного расположения, а также при различной их ориентации относительно пациента емкость терапевтического контура может изменяться. Поэтому емкость СТ сделана переменной для настройки терапевтического контура в резонанс с колебательным контуром генератора . Достижение резонанса узнается по показанию миллиамперметра или по максимальному свечению индикаторной неоновой лампочки, помещенной между электродами пациента ЭП.
К выходу аппарата подключаются гибкие провода с дисковыми электродами ЭП различного диаметра, запрессованными в резину. Электроды располагаются около нужных участков тела пациента так, создаваемое между ними ультравысокочастотное электрическое поле пронизывало ткани, подлежащие воздействию УВЧ.
При резонансе колебаний контура генератора LC и терапевтического контура LТ СТ в последнем получаются колебания наибольшей мощности, и ультравысокочастотное электрическое поле вызывает в тканях наибольший эффект.