Завдання до лабораторної роботи

Завдання 1. Вивчити будову апарата УВЧ-66 і підготувати його до роботи.

З овнішній вигляд передньої панелі апарата показано на рис. 4.14:

• вмикач електричного кола і регулятор вхідної напруги;

• кнопка індикації величини вхідної напруги;

• регулятор потужності УВЧ-випромінювання;

• регулятор настройки кола пацієнта;

• індикатор настройки з червоним сектором для регулювання вхідної напруги.

Увімкніть апарат у мережу. Натисніть кнопку індикації і регулятором вхідної напруги встановіть стрілку індикатора апарата в центрі червоного сектора.

Прогрійте апарат протягом 3-5 хвилин. Встановіть потужність 70 Вт. Спочатку відрегулюйте апарат за максимальним відхиленням стрілки, перевірте настройку за яскравістю розряду неонової лампочки.

Завдання 2. Дослідження зміни температури прогрівання дистильованої води і розчину електроліту в УВЧ-полі.

Хід роботи.

Розташуйте між електродами апарата склянки з дистильованою водою і розчином кам'яної солі. Налагодьте апарат за максимальним відхиленням стрілки. Через кожні п'ять хвилин вимірюйте температуру води і розчину. Дані занесіть до таблиці.

		Час, хв
		0	5	10	15	20	25	30
Температура 0С	Дистильована вода
	Розчин NaCl

Примітка. Уважно слідкуйте за положенням стрілки індикатора у процесі прогрівання. Резонанс у колі може порушуватись і потрібна постійна корекція.

Оформлення роботи.

У протоколі повинно бути:

а) стислий опис фізичної суті лікувального методу УВЧ-терапії;

б) спрощена схема УВЧ-апарату з переліком основних блоків;

в) таблиця вимірювань температури і графік її зміни з часом;

г) висновок про механізми прогрівання рідин.

Контрольні запитання і задачі

1. Вкажіть діапазон зміни частот ЕМП для УВЧ-, НВЧ- і КВЧ-терапій. Чому дорівнює частота електромагнітних коливань, які генеруються УВЧ-апаратом?

2. Що таке струм зміщення? Який механізм прогрівання струмами зміщення діелектриків і електролітів? Які з цих речовин прогріваються більш ефективно?

3. Чому ефективність прогрівання речовини залежить від частоти?

4. Чому дія ультрависокочастотного поля не викликає ефекту подразнення, який притаманний низькочастотному полю?

5. З яких основних блоків складається УВЧ-апарат?

6. Яким чином змінюється потужність генератора УВЧ-коливань?

7. Що значить "настроїти (відрегулювати)" УВЧ-аппарат? Чому в момент налагодження яскравість неонової лампочки або відхилення стрілки максимальні?

Ультразвуковий терапевтичний апарат

Механічні коливання з частотою, більшою 20 кГц, що розповсюджуються в пружних середовищах, називають ультразвуком (УЗ). УЗ-хвиля є процесом розповсюдження коливань тиску або густини пружного середовища в просторі з плином часу. Гармонічну УЗ хвилю можна описати таким рівнянням: А(х, t) = А_м sin[ω (t - x/υ)],

де А(х, t) - миттєве значення змінної величини (тиску або густини середовища) у деякій точці простору, А_м - її амплітудне значення, х - координата точки, υ - швидкість поширення УЗ-хвилі.

Біологічна дія ультразвуку обумовлена комплексною дією механічних, теплових та фізико-хімічних факторів і залежить від інтенсивності і частоти УЗ-випромінювання.

Механічна дія ультразвуку обумовлена деформаціями мікроструктур тканин при періодичних стисках і розтягах, що виникають при проходженні ультразвукової хвилі. Збільшення потужності ультразвуку призводить до деструкції (руйнування) тканин, виникнення значного перепаду тиску в мікрооб'ємі тканини може стати причиною виникнення мікропорожнин, розривів. Це явище відоме під назвою "кавітація". Кавітація супроводжується тепловим ефектом, дисоціацією макромолекул, активацією специфічних хімічних реакцій.

Тепловий ефект ультразвуку обумовлений тим, що у біо­логічних тканинах відбувається процес поглинання акустичної енергії ультразвукової хвилі і перетворення її у теплову. Для зменшення теплового ефекту використовують імпульсне УЗ-випромінювання.

Кількість теплоти, яка виділяється в одиниці об'єму тканини, дорівнює q~ρω²A²_м,

де ρ- густина середовища, ω - частота, А_м - амплітуда.

Фізико-хімічна дія ультразвуку обумовлена активізацією деяких хімічних і біохімічних реакцій. Так, наприклад, дія ультразвуку прискорює реакції окислення і полімеризації. Ультразвук незначної потужності призводить до збільшення проникності клітинних мембран, активізує процеси обміну.

Ультразвук частотою 800 кГц низької інтенсивності використовується у фізіотерапії. В хірургії сфокусоване від декількох джерел УЗ-випромінювання високої інтенсивності використовується для дроблення каменів у сечовому міхурі, руйнування злоякісних пухлин, розпилення і "зварювання" кісток. З діагностичною метою використовують УЗ-просвічування і УЗ-локацію. Ці методи базуються на відмінностях у ступені поглинання і відбивання ультразвукової хвилі тканинами з різними акустичними властивостями (густиною, пружністю).

А парат УТП-1 - складається з генератора високої частоти (ГВЧ), який живить п'єзоелектричний перетворювач (кристал кварцу - KB знаходиться між пластинами конденсатора і перетворює високочастотні електричні коливання в ультразвукові). При збігові частоти ГВЧ і власної частоти коливань кварцу в резонаторі досягається найбільша інтенсивність ультразвукового випромінювання.

Модулятор (ГМІ - генератор модульованих імпульсів) формує з напруги мережі імпульси негативної полярності, котрі закривають лампу генератора на деякий час, відповідно до положень покажчика "режим роботи" (безперервно, імпульсно -10 мс, 4 мс). Регулятор потужності змінює напругу на екрануючій сітці лампи і, як наслідок, амплітуду коливань в анодному контурі, а значить, і інтенсивність випромінювання УЗ. Процедурний годинник (ПГ) задає час роботи генератора, роз'єднуючи через певний час блок живлення і генератор. Величина УЗ-тиску оцінюється за формулою р=√2ρυl, де ρυ - акустичний опір (ρ - густина, υ - швидкість поширення звуку в середовищі); l- інтенсивність звуку.