13. Свойства электромагнитных волн:

– частично поглощаются диэлектриком;

– практически полностью отражаются металлами;

– преломляются на границе диэлектриков;

– есть дифракция, интерференция.

В медицине принято следующее условное разделение по частотным диапазонам:

1. Низкие частоты (НЧ) – до 20 Гц.

2. Звуковые частоты (ЗЧ) – 20 20000 Гц.

3. Ультразвуковые (УЗЧ) или надтональные частоты – 20 200 кГц.

4. Высокие частоты (ВЧ) – 200 кГц 30 МГц.

5. Ультравысокие частоты (УВЧ) – 30 МГц 300 МГц.

6. Сверхвысокие частоты (СВЧ) – 300 МГц 300 ГГц.

7. Крайневысокие частоты (КВЧ) – свыше 300 ГГц.

Пропускание тока высокой частоты через ткань используют в следующих физиотерапевтических процедурах :

а) Диатермия – (сквозное прогревание) – получение теплового эффекта в глубоколежащих тканях. Частоты 1 2 МГц; напряжение 100 150 В; сила тока 1 1,5 А. При этом сильно нагреваются кожа, жир, кости, мышцы (большое R), меньше органы богатые кровью или лимфой: легкие, печень, лимфоузлы.

Недостаток – непродуктивное выделение теплоты в слое кожи и подкожной клетчатке.

б) Местная дарсонвализация – местное воздействие на отдельные участки тела слабым импульсным переменным током высокого напряжения (частота 100 4000 кГц; сила тока 10 15 мА, напряжение – десятки кВ)

Здесь формируется искровой разряд, вызывающий деструкцию оболочек микроорганизмов и их гибель.

в) Диатермокоагуляция – прижигание, сваривание ткани, ток до 6 10 мА/мм2. Температура ткани повышается и она коагулирует.

г) Диатермотомия – рассечение тканей при помощи электрода в форме лезвия. Плотность тока до 40 мА/мм2. Мало кровопотерь.

УВЧ-терапия. Это – лечебное использование электрической составляющей переменного электромагнитного поля ультравысокой частоты. При этом биологическая система помещается между плоскими электродами, которые не касаются тела. Электроды могут накладываться различными способами (рис. 42). Используемые частоты 40 50 МГц. В России используется частота 40,58 МГц, длина волны 7,37 м. Используются также частоты 27,12 МГц, длина волны 11,05 м. Это международный стандарт.

В проводящей среде (электролит) высокочастотное поле вызывает колебательное движение ионов, то есть ток проводимости. Это сопровождается тепловым эффектом.

Рассмотрим диэлектрик, находящийся в поле УВЧ. Под действием поля происходит структурная и ориентационная поляризация молекул. При этом происходит колебательное движение молекул, которое также сопровождается выделением теплоты.

При УВЧ-терапии диэлектрические ткани нагреваются интенсивнее проводящих. Тепловой эффект не всегда является главной целью УВЧ процедуры. Во многих случаях важным является воздействие на физиологическое состояние клетки, которое может изменяться при колебаниях полярных молекул в УВЧ электрическом поле.

Действие СВЧ волн

а) Дециметровая терапия.Частота 460 МГц, длина волны 65,2 см. Под действием таких волн в тканях организма возникают ориентационные колебания дипольных молекул связанной воды.

б) Микроволновая (сантиметровая) терапия. Частота 2375 МГц, длина волны 12,6 см. В первичном действии дециметровых и сантиметровых волн принципиальных различий нет.

Максимальное поглощение энергии СВЧ – волн, а, следовательно, и большее выделение тепла, происходит в органах и тканях богатых водой (кровь, лимфа, мышечная ткань, паренхиматозные органы).

В костной и жировой ткани воды меньше, они нагреваются меньше.

Процедуры СВЧ – терапии проводят по двум методикам:

– дистанционная, когда между биологическим объектом и излучателем расстояние не превышает 5 см (отражение до 70 80%).

– контактная – излучатель размещают на теле или вводят внутрь.

Сантиметровые волны проникают в мышцы и кожу до 2 см, в жировую ткань около 10 см.

Дециметровые волны проникают на глубину в два раза больше.

14. Действие магнитного поля на биологические объекты обусловлено электродинамическими изменениями биологических структур. Это вызывает конформации перестройки структур ткани, модифицирует биохимические реакции и биологические процессы. Для воздействия постоянного магнитного поля используются различные корсеты, магнитные пояса, различные диски, браслеты и т.д. Импульсное магнитное поле вызывает в тканях кольцевые вихревые токи. (Фуко). Первичные эффект прогревание. Аналогичный эффект, т.е. прогревание вызывают УВЧ и СВЧ волны. Здесь используется дециметровая терапия длина волны 62,5 см. Она вызывает ориентационные колебания молекул, связывающих волны. Микроволновая длина волны 12,6 см. Прогревающий эффект (максимальное поглощение энергии происходит в органах и тканях богатые водой (кровь, лимфа). В костной ткани меньше и нагревается меньше.

Магнитотерапия— группа методов альтернативной медицины, подразумевающих применение статического магнитного поля. Метод альтернативной медицины под широко распространённым названием «магнитотерапия» подразумевает использование статического магнитного поля (обычно в виде постоянных магнитов, рекомендуемых к ношению на теле человека), которое практически не взаимодействует с человеческим организмом. При воздействии на ткани человека статического магнитного поля в них могут возникать электрические токи. Под их воздействием изменяются физико-химические свойства водных систем организма, ориентация крупных ионизированных биологических молекул (в частности, белков, в том числе ферментов) и свободных радикалов. Это влечет за собой преобразование скорости биохимических и биофизических процессов. Возможная переориентация жидких кристаллов, формирующих оболочку клетки и внутриклеточные мембраны, изменяет проницаемость этих мембран. Однако общего мнения о природе воздействия и его интенсивности сейчас нет.

Импульсная магнитотерапия – использование с лечебной целью импульсов магнитного поля высокой или низкой интенсивности. Импульсная низкочастотная магнитотерапия оказывает такой же лечебный эффект, как и постоянная. Но импульсное воздействие считается более физиологичным, кроме того, к нему гораздо позже возникает привыкание организма, и количество процедур может при этом быть увеличено. Магнитные поля индуцируют в тканях вихревые электрические поля и вызывают круговые движения зарядов. В результате происходят возбуждение волокон периферических нервов и ритмические сокращения миофибрилл скелетной мускулатуры, гладких мышц сосудов и внутренних органов, обладающих чувствительностью к импульсным магнитным полям. Индуцированные электрические токи очень низкой частоты блокируют афферентную импульсацию из болевого очага по механизму периферического «воротного блока», а также усиливаются трофические влияния импульсных магнитных полей на сосуды и внутренние органы. Импульсные магнитные поля также активируют локальный кровоток, что приводит к снижению отека. Для лечения используют импульсные магнитные поля с индукцией 1,2–1,7 Тл. Индукторы устанавливают неподвижно в зоне воздействия или плавно перемещают вокруг зоны повреждения. Процедуры ежедневно или через день, продолжительность от 5 до 15 мин. Курс лечения 10-12 процедур, повторный курс при необходимости через 1-2 мес.

Высокочастотная магнитотерапия – применение с лечебной целью магнитной составляющей электромагнитного поля высокой и ультравысокой частоты. Под действием высокочастотного магнитного поля в тканях организма со значительной электропроводимостью возникает вихревое электрическое поле той же частоты и индуцируются вихревые токи (токи Фуко). Как и при УВЧ‑терапии, условно выделяются нетепловой и тепловой компоненты механизма лечебного действия. Для проведения процедур используют электромагнитные колебания частотой 13,56 МГц, 27,12 МГц, 40,68 МГц. При импульсном воздействии используются импульсы высокочастотного магнитного поля, следующие с частотой 50 импульсов с‑1. Кабельный индуктор или излучатель фиксируют на теле больного на расстоянии 1–1,5 см от его поверхности. Дозирование осуществляют по теплоощущению больного и выходной мощности прибора. Продолжительность проводимых ежедневно или через день процедур составляет 10–20 мин, на курс назначают до 10 процедур. При необходимости повторный курс высокочастотной магнитотерапии назначают через 2–3 месяца.

Реография – диагностический метод, основанный на регистрации изменения импеданса тканей в процессе сердечной деятельности, используют частоту 20 – 30 кГц.- ультразвук.

Импеданс тканей и органов зависит от их физиологического состояния, от степени наполнения кровеносных сосудов. Во время систолы полное сопротивление в тканях уменьшается, а при диастоле увеличивается. Это используется в диагностических целях (измерение магистрали сосудов).

15. Глаз – сенсорный орган (орган зрительной системы) животных, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения. У человека через глаз поступает около 90 % информации из окружающего мира. Склера – прочная внешняя белочная оболочка (защищает глаз и придает ему форму). Передняя часть склеры роговица. Она обеспечивает 25% фокусной способности глаза. Радужная оболочка с отверстием – зрачком – мышечное кольцо окрашенное пигментом. Это кольцо изменяет размер зрачка, регулирует световой поток. Хрусталик – природная двояковыпуклая линза (размер 8-10 мм). Имеет слоистую структуру. Его оптическая сила 20-30 дптр. Меняет свою кривизну. Цилиарная связка – меняет кривизну поверхности хрусталика. Склера внутри заполнена стекловидным телом. Сетчатка – полусфера, состоящая из рецепторных клеток, которые образуются при разветвлении зрительного нерва. Нервные окончания имеют вид колбочек и палочек. В средней части колбочки по краям палочки. Палочек (120-125 млн), колбочек(6-10 млн). Разрешающая способность глаза примерно 75 микрометров. Расстояние наилучшего зрения 25 см. Слепое пятно – это место, где зрительный нерв входит в глаз. Центральная ямка область наибольшей остроты зрения, вокруг центральной ямки находится желтое пятно. Мы видим те предметы, которые проецируются на желтое пятно. Роговица и открытая часть глаза – конъюнктива.

16. Адаптация – способность глаза приспособиться к различным яркостям света.

Аккомодация – приспособленность глаза к четкому видению различно удаленных предметов.

Острота зрения — способность глаза воспринимать раздельно две точки, расположенные друг от друга на некотором расстоянии (детализация, мелкозернистость, разрешётка). Мерилом остроты зрения является угол зрения, то есть угол, образованный лучами, исходящими от краёв рассматриваемого предмета (или от двух точек A и B) к узловой точке (K) глаза. Острота зрения обратно-пропорциональна углу зрения, то есть, чем он меньше, тем острота зрения выше. В норме глаз человека способен раздельно воспринимать объекты, угловое расстояние между которыми не меньше 1′ (1 минута).

Для конструкторов-оптиков большой интерес представляет величина нижнего предела разрешения глазом двух соседних точечных объектов, поскольку от этой величины зависят все допуски на характеристики оптических приборов, работающих с глазом. Угловой предел разрешения глаза – это минимальный угол, при котором глаз наблюдает раздельно две светящиеся точки. Угловой предел разрешения глаза составляет около 1´. Угловой предел разрешения зависит от многих факторов: от контраста предметов, от освещенности, от диаметра зрачка и от длины волны. Кроме того, предел разрешения увеличивается при удалении изображения от центральной ямки и при наличии дефектов зрения.

Недостатки оптической системы глаза: близорукость, дальнозоркость, астигматизм и их исправление при помощи линз.

В нормальном глазу при отсутствии аккомодации задний фокус совпадает с сетчаткой, такой глаз называют эмметропическим и аметропическим, если это условие не выполняется. Наиболее распространенными видами аметропии являются близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия). Близорукость - недостаток глаза, состоящий в том, что задний фокус при отсутствии аккомодации лежит впереди сетчатки; в случае дальнозоркости задний фокус при отсутствии аккомодации лежит позади сетчатки. Для коррекции близорукого глаза применяют рассеивающую линзу, дальнозоркого - собирательную. Астигматизм — дефект зрения, связанный с нарушением формы хрусталика, роговицы или глаза, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению. Оптическими линзами сферической формы дефект компенсируется не полностью. Если астигматизм не лечить, он может привести к косоглазию и резкому падению зрения. Без коррекции астигматизм может вызвать головные боли и резь в глазах.

17. Рентгеновское излучение – это электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10−2 до 102 Å (от 10−12 до 10−8 м). Рентгеновское излучение используют для рентгенодиагностики и рентгенотерапии. Рентгеновские лучи незначительно отражаются от тканей, в основном проходят внутрь, там они частично поглощаются, рассеиваются и частично проходят на сквозь. В рентгенологии пользуются массовым коэффициентом поглощения, который не зависит от плотности вещества. Проходя через вещество рентгеновские лучи дают теневое изображение, так как различные ткани по-разному поглощают рентгеновские лучи. При диагностике используют рентгеновские лучи с энергией от 60 до 120 кВ, при терапии от 120 – 200. Виды диагностики: 1) Рентгеноскопия – рентгеновская трубка располагается позади пациента, перед ним флюоресцирующий экран, на экране отражается теневое изображение (сердце, ребра видны темными, а легкие светлыми. 2) Рентгенография – пациента помещают на кассету с фотопленкой. Есть рентгеновская трубка. Рентгенография дает негативное изображение. Мягкие ткани – темные, твердые – светлые. 3) Флюорография – изображение, получающееся на экране, фиксируется на пленку; снимки рассматриваются на специальном увеличение.

18. Рентгеновская компьютерная томография — томографический метод исследования внутренних органов человека с использованием рентгеновского излучения. Принцип работы рентгеновского компьютерного томографа основывается на круговом просвечивании исследуемой области тонким пучком рентгеновских лучей перпендикулярным оси тела, регистрации ослабленного излучения с противоположной стороны системой детекторов и преобразование его в электрические сигналы: проходя через тело человека, рентгеновские лучи поглощаются различными тканями в разной степени. Затем X-лучи попадают на специальную чувствительную матрицу, данные с которой считываются компьютером. Томограф позволяет получить четкое изображение нескольких срезов тела, а компьютер обрабатывает снимки в очень качественное объемное, трехмерное изображение, которое позволяет увидеть в подробностях топографию органов пациента, локализацию, протяженность и характер очагов заболеваний, их взаимосвязь с окружающими тканями.

Преимущества рентгеновской компьютерной томографии (КТ):

• высокая тканевая разрешающая способность – позволяет оценить изменение коэффициент ослабления излучения в пределах 0,5% (в обычной рентгенографии – 10-20%);

• отсутствует наложения органов и тканей – нет закрытых зон;

• позволяет оценить соотношение органов исследуемой области

• пакет прикладных программ для обработки полученного цифрового изображения позволяет получить дополнительную информацию.

19. Радиоактивность – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с одновременным испускание частиц. Источники природной радиации: газ радон и продукты его распада, радиоизотоп калия (40), космическое излучение, уран, торий.

Биофизическое действие ионизирующего излучения – при воздействии излучения на молекулу воды происходят различные реакции (радиолиз). Органика. Воздействие на органы приводит к образованию ионов, радикалов, перекисей. Нарушается функциональность мембран клеток и как в следствие всего организма. Общие закономерности воздействия – большие нарушения при малой поглощающей дозе; действие на последнее поколение через наследственный аппарат; Характерный латентный период; в различных клетках, различная чувствительность. В первую очередь поражаются делящиеся клетки.

Радиофармпрепараты – это препараты, которые содержат радиоактивные нуклиды. Препараты должны давать максимальную информацию при минимальной радиационной нагрузке. Препараты должны быстро вводиться и выводиться. Должны обладать малым периодом полураспада. Они должны давать гамма излучения, которые наиболее удобны для наружной регистрации. Различные препараты должны обладать различной поглощающей способностью для различных органов. Препарат не должен содержать токсичных примесей.

Радиодиагностика – метод меченных атомов: в организм вводят препарат и определяют их расположение, скорость накопления и активность в органах и тканях. Используется гамматапограф.

Дозиметрия - измерение, исследование и теор. расчёты тех характеристик ионизирующих излучений (и их вз-ствия со средой), от к-рых зависят радиац. эффекты в облучаемых объектах живой и неживой природы.