XV.Действие электромагнитных полей, электрических токов на биообъекты

Электромагнитные поля - это совокупность переменных электрических полей, которые в живом организме вызывают:

1) В проводниках переменные токи проводимости;

2) В диэлектриках поляризацию.

На это затрачивается энергия, так как движение заряженных частиц приводит к нагреванию вещества пропорциональное частоте поля. Такой тепловой эффект используется в лечебных целях.

1.Действие на биоткани переменных высокочастотных токов. Диатермия.

Диатермия - это лечебный метод, использующий переменный высокочастотный ток с частотой ~1МГц. Меняя эту частоту в определенном диапазоне можно осуществлять термоселективное воздействие на ткань.

Метод контактный: на орган накладываются контактно электроды Э₁и Э₂,подключенные к источнику высокочастотного переменного тока:

Э₁

~

Э₂

Количество теплоты (q), которая выделяется в одном кубометре за одну секунду определяется по формуле:

где:

Здесь:I – сила тока,

S – площадь,

j – плотность тока,

ρ – удельное сопротивление.

Диэлектрические свойства тканей оцениваются через их удельное сопротивление: наибольшее удельное сопротивление имеют кости, мышцы, жир. Они при диаметрии сильнее нагреваются. Наименьшее удельное сопротивление имеют органы и сосуды, богатые кровью и лимфой - это лёгкие, печень, лимфатические узлы. Они в данном случае нагреваются меньше.

Недостатки диаметрии:

1) Большое тепло выделяется в слое кожи и подкожной клетчатки.

2) Повышенная опасность, так как идет прямой контакт с источником тока.

Дарсонвализация - местное прогревание импульсным током с ν=200-500 кГц.

Токи ВЧ так же используются в электрохирургии (диатермокоагуляция тканей).

2.Действие на биоткани переменного электрического поля ультравысокой частоты. Увч-терапия

В этом методе частоты имеют широкий и большой диапазон (30-300 МГц). Метод не контактный. Воздействие осуществляется при помощи электрического поля.

Э ₁

~

Э₂

Основное воздействие через явление поляризации. Сильнее всего тепло выделяется в диэлектриках.

Для проводников выделяемое тепло:

гдеЕ – напряженность электрического поля, т. е. сильнее нагреваются органы, богатые кровью или лимфой, слабее – кости, мышцы, жир.

Для диэлектриков учитываются так называемые диэлектрические потери через тангенс угла между векторами напряжения и силы тока:

где ε – диэлектрическая проницаемость среды,

ε₀ – электрическая постоянная.

2. Действие переменного высокочастотного магнитного поля. Индуктотермия

Метод воздействия на биологические ткани переменными ВЧ магнитным полем называется индуктотермией. Прогревание осуществляется за счет вихревых токов, возникающих в массивных проводящих телах.

Частоты 10-15 МГц. Аппарат называют магнитотрон. Он представляет собой массивный корпус, окруженный гибкими витками электрического провода, подключенными к источнику высокочастотного переменного тока.

Количество выделяемой теплоты:в 1м³ за 1с

q = K

где К – коэффициент пропорциональности, зависящей от геометрических размеров прибора и объекта, В – магнитная индукция. Сильнее нагреваются ткани богатые сосудами