Лабораторная работа № 24 Изучение работы генератора увч–терапии
Цель работы:изучить принцип работы генератора УВЧ и получить практические навыки работы с ним.
Приборы и принадлежности: аппарат УВЧ-66, диполь, микроамперметр, два термометра, секундомер, два плексигласовых сосуда, дистиллированная вода (диэлектрик), физиологический раствор (электролит).
Теория работы
Электромагнитные волны ультравысокой частоты находятся в диапазоне от 30 МГц до 300 МГц. Частота электрического поля при УВЧ-терапии 40-50 МГц.
Живая ткань, являясь сложной системой, содержит элементы типа электролитов, проводящих ток и характеризующихся электропроводимостью. Ток проводимости сопровождается превращением энергии поля в тепловую энергию, мощность которой можно рассчитать по формуле:
,
(1)
где Р – мощность, выделяемая при прохождении тока, U – напряжение, R – сопротивление. Так как при УВЧ-терапии ткань не имеет непосредственного контакта с источником тока, а находится в электрическом поле, то выделяющееся количество теплоты в токопроводящих тканях целесообразно выражать через напряженность электрического поля. Формулу (1) несложно преобразовать и тогда:
,
(2)
где q – количество теплоты, которое выделяется в единицу времени, в единице объема ткани, Е – эффективное значение напряженности электрического поля, ρ – удельное сопротивление. При УВЧ-терапии амплитуда смещения ионов незначительно превышает амплитуду обычного теплового движения, поэтому тепловыделение в электролитах имеет небольшую величину, и эти смещения не оказывают раздражающего действия, как при низких частотах.
В
тканях имеются также и диэлектрики,
которые характеризуются определенным
значением диэлектрической проницаемости.
Поле УВЧ оказывает на электрические
диполи диэлектриков ориентирующее
действие, располагая их вдоль силовых
линий поля. Эти повороты полярных молекул
в такт с изменением электрического поля
сопровождаются тепловыделением, которое
можно рассчитать по формуле:
,
где ω – круговая частота поля, ε –
диэлектрическая проницаемость, ε0
– электрическая постоянная, Е –
эффективное значение напряженности
электрического поля, tgδ
– тангенс угла диэлектрических потерь
(характеризует долю энергии электрического
поля, расходуемую в диэлектрике на
нагревание), δ – угол диэлектрических
потерь (угол между общим током и его
реактивной составляющей).
Так как q для диэлектриков зависит не только от характеристик среды и напряженности поля, как для токопроводящих тканей, но и от частоты, то при частотах, применяемых при УВЧ-терапии, нагревание тканей-диэлектриков происходит более интенсивно, чем токопроводящих тканей.
Другая
особенность заключается в уменьшении
емкостного сопротивления (
),
в связи с чем клеточные мембраны не
будут являться существенным препятствием
для прохождения тока. Подкожный слой
при УВЧ-терапии нагревается относительно
слабо, так как его емкостное сопротивление
невелико. Поле УВЧ легко проходит через
кожу, подкожный жировой слой и проникает
внутрь суставов, проходит через кость
в костный мозг и другие ткани, недоступные
для других видов энергии.
В физиотерапии принято различать два механизма воздействия УВЧ-тепловой и специфический. Нетепловые эффекты значительно проявляются при импульсной УВЧ-терапии, когда на организм действуют импульсами продолжительностью 2-8 микросекунд с паузами в несколько сот раз большими продолжительности импульса. При этом действии изменяются структуры сложных молекул, происходят сдвиги концентрации ионов у пограничных клеточных мембран, изменяется функциональное состояние клеток.
В настоящее время поле УВЧ применяют при лечении любых воспалительных процессов, различных нарушениях кровообращения, заболеваниях органов дыхания и др.