Индуктотермия

Индуктотермия (лат. Inductio-наведение + греческое therme-теплота) – метод электролечения, при котором на ткани организма воздействуют переменным электромагнитным полем высокой частоты (13,56 МГц). Используется преимущественно энергия магнитной составляющей переменного электромагнитного поля, что достигается расположением катушки колебательного контура над органом, на ткани которого производится воздействие (рис.1).

Ткани организма человека обладают способностью проводить электрический ток. Электропроводность тканей обусловлена ионами, соответственно наибольшей электропроводностью обладают жидкие среды: кровь, лимфа и органы, которые хорошо снабжаются кровью – печень, почки, селезенка, легкие, скелетные мышцы.

Под действием высокочастотного переменного магнитного поля в тканях с высокой электропроводностью возникают индукционные или вихревые токи Фуко. Они обусловлены колебаниями заряженных частиц, относительно их среднего положения. Вихревые токи сопровождаются выделением тепла. Под действием переменного магнитного поля высокой частоты выделяется не только тепло, но возникает и периодическое изменение концентрации ионов у клеточных мембран, что может привести к изменению возбудимости клеток.

Реакция организма. В зоне воздействия переменного магнитного поля высокой частоты повышается температура тканей, расширяются сосуды, улучшается кровоснабжение тканей, активируются обменные процессы. Индуктотермия оказывает общее успокаивающее и обезболивающее действие.

Используют индуктотермию при бронхитах, пневмониях, гепатитах, язвенной болезни желудка, двенадцатиперстной кишки, бронхиальной астме, заболеваниях опорно-двигательного аппарата.

УВЧ-терапия

Ультравысокочастотная терапия – метод лечения переменным электромагнитным полем в частотном диапазоне от 30 до 3000 МГц. При УВЧ-терапии лечебный эффект достигается за счет воздействия на органы и ткани организма электрической составляющей переменного электромагнитного поля. Для этого орган, на который оказывается воздействие, помещается между пластинами конденсатора колебательного контура генератора переменного электромагнитного поля (рис.2).

Электрическое поле ультравысокой частоты обладает высокой проникающей способностью, которая зависит от диэлектрических свойств тканей организма. Под действием переменного электрического поля происходят колебания ионов, смещение электронных оболочек и атомных групп в пределах молекул (явление электронной и атомной поляризации), возникает также ориентационная или дипольная поляризация в полярных молекулах, имеющих собственный дипольный момент.

Поглощенная энергия поля УВЧ преобразуется главным образом в тепло (тепловой эффект действия поля).

Количество теплоты, выделяемой в тканях:

q= q₁ + q₂ ,

где q₁ – количество теплоты выделяемой в электролите, а q₂ – количество теплоты, выделяемой в диэлектрике.

q₁ = Е²/,

где – Е – эффективное значение напряженности электрического поля, – удельное сопротивление электролита.

q₂ =  Е² ₀ tg 

где  - круговая частотных колебаний,  - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, ₀ - электрическая постоянная,  - угол диэлектрических потерь.

Наибольшее количество тепла при действии поля УВЧ образуется в подкожной клетчатке, меньше в мышцах, коже, нервной ткани, крови и лимфе, т.е. в тканях которые являются диэлектриками, обладают электроизоляционными свойствами, выделяется наибольшее количество тепла.

Реакция организма. На действие поля УВЧ обусловлены функциональными и биохимическими сдвигами, возникающими в ответ на нагревание тканей и раздражение терморецепторов. Электрическое поле УВЧ снимает чувствительность болевых рецепторов, это обуславливает болеутоляющее действие. В очаге воспаления усиливается кровообращение, уменьшается воспалительный отек, стимулируется фагоцитоз.

Используется УВЧ-терапия при острых гнойных инфекциях – фурункул, карбункул, панариций, острых воспалительных процессах – в легких, бронхах, в желчном пузыре, при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, нервной системы – невромы, последствия травмы спинного мозга, заболеваний периферических сосудов – эндоартериит, тромбофлебит.

Конструктивные особенности аппаратов для УВЧ –терапии и индуктотермии

Основным функциональным блоком указанных аппаратов является двухтактный ламповый генератор переменного электромагнитного поля. Электромагнитные колебания возникают в колебательном контуре генератора, образованным емкостью Са и индуктивностью Lа, частота колебаний определяется величинами емкости и индуктивности колебательного контура:

Трехэлектродные электронные лампы Л₁ и Л₂ обеспечивают поступление энергии в колебательный контур от внешнего питания. Чтобы колебания в контуре были незатухающими для этого необходимо в один полупериод открыть одну лампу, а в другой полупериод другую лампу. Это достигается использованием положительной индуктивной обратной связи, реализуемой с помощью катушки обратной связи Lс, крайние отводы которой подключены к управляющим сеткам ламп Л₁ и Л₂, а средний отвод катушки связан с катодами ламп. В положительный период колебаний на управляющей сетке лампы Л₁ будет положительный потенциал относительно катода, лампа открыта – через нее протекает электрический ток, обеспечивается поступление энергии в колебательный контур. На управляющей сетке лампы Л₂ в положительный полупериод напротив – отрицательный потенциал относительно катода и лампа заперта (рис.4).

В отрицательный полупериод колебаний меняется полярность потенциала на управляющих сетках ламп Л₁ и Л₂ относительно катода, лампа Л₁ закрывается, лампа Л₂ открывается. Таким образом, обеспечивается поступление энергии в колебательный контур генератора в оба полупериода колебаний (двухтактный генератор).

Для воздействия на пациента переменным электромагнитным полем «электроды пациента» - аппараты УВЧ или «катушка пациента» - аппараты для индуктотермии включаются в терапевтический контур (Lt. Ct) (рис.3), который индуктивно связан с контуром генератора. Использование терапевтического контура обеспечивает безопасность пациента, исключая контакт с электрическими цепями генератора, которые находятся под высоким напряжением. Для воздействия на пациента переменным электрическим полем необходимо настроить терапевтический контур в резонанс с контуром генератора с помощью конденсатора переменной емкости Сt, контролируя настройку с помощью газоразрядной лампы индикатора.

Электрическая схема аппарата смонтирована в металлическом корпусе. Отдельные элементы схемы экранированы (рис.5). Элементы управления находятся на передней панели и имеют соответствующие надписи.

Переключатель «НАПРЯЖЕНИЕ» служит для регулировки рабочих режимов аппарата в условиях колебания напряжения в сети. Контроль напряжения сети осуществляется при нажатии кнопки «КОНТРОЛЬ». Для изменения мощности, отдаваемой генератором, служит переключатель «МОЩНОСТЬ», имеющий четыре положения: 0, 20, 40, 70 Вт ( в зависимости от модели прибора).

Ёмкость переменного конденсатора терапевтического контура изменяется ручкой «НАСТРОЙКА», расположенной на передней панели аппарата. Контроль настройки терапевтического контура осуществляется с помощью стрелочного измерительного прибора. На правой боковой стенке аппарата укреплены два кронштейна для установки электрододержателей, имеющих шарнирные соединения, обеспечивающие установку в различные положения.

Распределение напряженности электрического поля между электродами пациента зависит от размеров электродов, расстояния между ними и от их взаимного расположения. Это распределение можно исследовать с помощью дипольной антенны (ДА), представляющей собой два проводника, между которыми включен полупроводниковый диод. Дипольная антенна соединена с миллиамперметром.

Сила тока, возникающего в контуре дипольной антенны, пропорциональна напряженности электрического поля УВЧ.

Для изучения теплового воздействия электрического поля УВЧ на электролиты и диэлектрики между электродами устанавливаются кюветы из оргстекла с исследуемыми жидкостями. Количество жидкостей в кюветах подбирается так, чтобы их теплоёмкости были одинаковы. Изменение температуры фиксируется термометрами, помещаемыми в кюветы.

Ход работы.

Внимание!

При работе с аппаратом для УВЧ-терапии запрещается:

- приступать к работе, не ознакомившись с инструкцией по его эксплуатации;

Упражнение 1. Исследование пространственного распределения электрического поля УВЧ

1. Установить между электродами экран с координатной сеткой.

2. Включите аппарат УВЧ, для чего переключатель «НАПРЯЖЕНИЕ» поставьте в положение 1 (при этом должна загореться сигнальная лампочка), затем нажмите кнопку «КОНТРОЛЬ» и, вращая переключатель «НАПРЯЖЕНИЕ», установите стрелку индикатора аппарата на середину красного сектора. После этого установите переключатель «МОЩНОСТЬ» на заданное значение и ручкой «НАСТРОЙКА» добейтесь максимального отклонения стрелки индикатора.

3. Перемещая дипольную антенну в горизонтальной плоскости влево и вправо от центра на расстояние l_x, через каждый сантиметр измерьте силу тока I.

4. Перемещая дипольную антенну в вертикальной плоскости вверх и вниз от центра на расстояние l_y, через каждый сантиметр измерьте силу тока I. Так же и в горизонтальной плоскости.

5. Результаты измерений занести в таблицу №1.

Таблица№1

где l_х1 – смещение вправо, l_х2 – смещение влево от начала координат,

l_y1 – смещение вверх, l_y2 – смещение вниз от начала координат.

6. Постройте графики по данным таблицы:

Упражнение 2. Исследование теплового воздействия поля УВЧ на электролиты и диэлектрики.

Поместить кюветы с раствором поваренной соли (электролит) и глицерином (диэлектрик) между двумя электродами аппарата.

Измерьте температуры Т₁ и Т₂ жидкостей в кюветах.

Включите аппарат и настройте терапевтический контур в резонанс с контуром генератора с помощью газоразрядной лампы индикатора.

Снимите показания термометров через каждые 5 минуты на протяжении 20 минут.

Результаты занести в таблицу №2:

Таблица №2

Постройте график зависимости температуры исследуемых жидкостей от времени t воздействия на них электрического поля УВЧ Т=f(t).

По результатам выполненной работы записать вывод.

ЗАНЯТИЕ 2.3

ТЕМА: ЗАЧЁТ ПО МОДУЛЮ 2

Вопросы:

Понятие об электрографии, ее клиническое значение. Основные физические задачи, решаемые при электрографии. Электрокардиография.

Эквивалентная модель электрического генератора сердца. Понятие об электрическом дипольном генераторе. Уравнение для потенциала поля дипольного электрического генератора.

Определение понятия электрокардиограммы, её основные зубцы и их происхождение.

Эквивалентный электрический диполь сердца. Схематическое изображение электрического поля сердца (схема Уоллера).

Понятие об электрокардиографических отведениях. Виды отведений.

Блок-схема электрокардиографа с микропроцессором и без микропроцессора

Нормальная электрокардиограмма, записанная в стандартных отведениях (схематическое изображение, основные зубцы и их происхождение).

Понятие об электрической оси сердца. Использование построений с помощью треугольника Эйнтховена для нахождения положения электрической оси сердца.

Схему электрического поля по Уоллеру. Современные представления о модели генератора электрического поля сердца.

Виды регистрирующих устройств.

Понятие о физиотерапии. Методы электролечения

Методы воздействия на органы и ткани организма человека переменного электромагнитного поля высокой частоты (индуктотермия), переменного электромагнитного поля ультравысокой частоты (УВЧ-терапия).

Конструктивные особенности аппаратов для УВЧ-терапии и индуктотермии.

Принцип работы двухтактного лампового генератора, применяемого в аппарате для УВЧ-терапии.

Как воздействует электрическое поле УВЧ на электролиты и диэлектрики.

Меры обеспечения безопасности пациента при работе с аппаратом для УВЧ-терапии и индуктотермии.