2.5.4. Шкала електромагнітних хвиль

Як відомо, залежно від частоти або довжини хвилі c/v електромагнітні хвилі поділяють на радіохвилі, інфра­червоне випромінювання, видиме світло, ультрафіолетовевипромінювання, рентгенівські хвилі, ^-випромінювання. У таблиці 2.7 наведена частина спектра електромагнітного випромінювання. Розподіл електромагнітного випроміню­вання на окремі діапазони недостатньо чіткий, тому що в дійсності сусідні діапазони в значній мірі перекриваються.

Таблиця 2.7.

Таблиця 2.8.

Той факт, що різні діапазони частот випромінювання мають свої назви, не повинен закривати основну особли­вість електромагнітних хвиль - всі вони мають однакову природу, а відрізняються лише частотою. Радіохвилі, які

випромінюються антеною, повністю аналогічні за приро­дою до випромінювання, яке зароджується в атомному ядрі. Спосіб же взаємодії з речовиною визначальною мірою залежить від частоти. Наприклад, око чутливе лише до ви­димого світла, тоді як шкіра від уває ч інфрачервоне випромінювання. Радіохвилі затримуються тонкою метале­вою пластинкою, тоді якпромені та рентгенівські прони­кають крізь неї. Величезна різноманітність проявів взаємодії електромагнітного поля з речовиною робить це випромінювання надзвичайно цікавим для використання у різних галузях, включаючи медицину.

Згідно з Міжнародним регламентом радіозв'язку радіо­хвилі ділять на дванадцять діапазонів (табл. 2.8).

З лікувальною метою в основному використовуються такі прояви взаємод ї електромагнітного поля з біологіч­ними системами (див. табл. 3.1):

- збудження (електростимуляція); для цієї мети викори­стовують, як правило, низькочастотні поля з імпульсами прямокутної, трапецієподібної, трикутної, експоненціальної форми;

- лікувальне прогрівання високочастотними полями; його механізм найбільш досконало вивчений. Серед ме­тодів високочастотної терапії розрізняють діатермію, індуктотермію, УВЧ, мікрохвильову терапію;

- специфічна дія; характерною особливістю її є реакція біологічних систем на надзвичайно низькі інтенсивності, котрі недостатні для збудження та прогрівання. Цей меха­нізм дії охоплює весь діапазон довжин хвиль і характери­зується високою селективністю (досить вузький діапа­зон частот Δv для того чи іншого типу клітин).

До специфічної дії відносять: зміну структури біоло­гічно активних молекул (білків, вуглеводів, нуклеїнових кислот), зміни в процесах переносу через мембрани (спо­творення роботи іонних насосів, зміна локальних концен­трацій іонів), зміни швидкості хімічних реакцій.

Електромагнітні поля можуть чинити як локальну, так і загальну дію на біооб'єкти залежно від частоти випромі­нювання. На частотах довжина хвилі λ пере­вищує 1 м. Дія такого випромінювання залежить від того, все тіло чи його частина знаходяться в полі. На більших частотахменша за розміри тіла людини, що й обумовлює лише локальну дію таких полів.

З підвищенням частоти зменшується глибина проник­нення електромагнітного поля в біологічні тканини (як і у всякі інші середовища). Глибиною проникненняелек­тромагнітного поля називають відстань, на якій амплітуда коливань зменшується в разів. Цій відстані відповідає зменшення інтенсивності на 87 відсотків. Глибина проникнення електромагнітних хвиль визначається не тільки частотою цих хвиль, а й здатністю даної тканини по­глинати енергію, яка, в свою чергу, залежить від будови тканини. Визначальним, в більшості випадків, є вміст моле­кул води. Для жирової та кісткової тканин глибина проник­нення на порядок (у десятки разів) більша, ніж для м'язової. Враховуючи складний характер біологічних тканин, вва­жають, що для хвиль сантиметрового діапазону см, а дециметрового діапазону

Якщо опромінення електромагнітними хвилями ведеть­ся дистанційно, то має місце часткове (яке може сягати 75%) відбивання хвилі від поверхні біологічної тканини. Ступінь відбивання залежить від різниці хвильових опорів середовища (повітря) та біологічної тканини. При контакт­ному опроміненні втратами потужності на відбиванні мож­на знехтувати.