Основные характеристики методов высокочастотной электромагнитной терапии

№ п/п	Метод терапевтического воздействия	Частота поля	Длина волны
1	Индуктотермия	13,56 МГц	22,12 м
2	УВЧ – терапия	27,12; 40,68 МГц	11,06; 7,37 м
3	ДМВ – терапия	460 МГц	0,65 м
4	СМВ – терапия	2450 МГц	12,25 см
5	ММВ (КВЧ) – терапия	40  65 ГГц	7,5  4,5 мм

В основе механизма лечебного действия высокочастотных колебаний лежат две основных группы эффектов – тепловой и осцилляторный.

Тепловой эффект, получаемый под действием высокочастотных колебаний, выражается в нагревании тканей токами и полями высокой частоты, которое происходит не за счет передачи тепла, подводимого к поверхности тела, а за счет непосредственного выделения теплоты в расположенных внутри тела тканях и органах. При этом количество теплоты, выделяющееся в тех или иных органах или тканях, зависит от частоты колебаний и от электрических свойств самих тканей, т.е. подбирая частоту колебаний можно обеспечить выделение тепла в определенных тканях.

Осцилляторный эффект выражается в механических колебаниях электрических диполей, имеющихся в биологических тканях, под действием электрического поля и связан с резонансным поглощением электромагнитной энергии отдельными макромолекулами, т.к. частота колебаний ряда биологических веществ близка к диапазону частот микроволн. В результате внутримолекулярных перестроек может изменяться функциональное состояние клеток тканей.

Воздействие на биологический организм переменным электрическим полем, изменяющимся с высокой частотой, называется УВЧ-терапией. Подвергаемая воздействию часть тела помещается между обкладками конденсатора, а при внутриполостных воздействиях одна из пластин конденсатора вводится в соответствующую полость организма, а вторая располагается около поверхности тела. Если к конденсатору приложить внешнее напряжение, создающее электрическое поле между пластинами, то электрические диполи, имеющиеся в биологических тканях, стремятся повернуться так, чтобы их собственное электрическое поле ослабило бы электрическое поле между пластинами. Если направление электрического поля изменить на противоположное, то изменится и направление электрического поля диполей, и они повернутся на 180. При таком движении вследствие трения будет выделяться теплота. Если направление электрического поля изменять несколько десятков миллионов раз в секунду, то биологическая ткань между пластинами будет нагреваться. Удельное количество теплоты прямо пропорционально удельной проводимости ткани и обратно пропорционально квадрату диэлектрической проницаемости. Таким образом, можно повысить температуру даже в глубоко расположенных тканях. При этом следует учитывать, что тепловая нагрузка на кожную и жировую ткани в тысячи раз больше, чем тепловая нагрузка на мышечную ткань.

Это нежелательное явление устраняется наличием зазоров между пластинами и поверхностью тела. Нагрев поверхностных тканей значительно уменьшается, т.к. область около пластин, в которой имеется наибольшая концентрация силовых линий поля (рис. 13), располагается при этом вне тела пациента и равномерность воздействия по глубине значительно улучшается (рис. 14).

Рис. 13. Силовые линии электрического поля при УВЧ-терапии

Рис. 14. Графики распределения температуры в однородном диэлектрике (мышечная ткань) при воздействии электрическим полем УВЧ : а – без зазоров; б – зазоры по 1 см; в – зазоры по 2 см

Метод воздействия на биологическую ткань, действующим фактором при котором является высокочастотное переменное магнитное поле, называется индуктотермией.

При этом методе тепловой эффект получается за счет явления электромагнитной индукции и возникающей при этом в биологических тканях ЭДС. Чем больше скорость изменения магнитного поля, тем большее значение будет иметь индуцируемая в ткани ЭДС. Если биоткань имеет электрическую проводимость, то наличие этой ЭДС приведет к появлению электрического тока, который называют вихревым. Наибольшее образование тепла при индуктотермии в отличии от УВЧ-терапии происходит в тканях с большей электропроводностью, т.е. в крови и лимфе и наиболее снабженных ими тканях, например, в мышечной. Чем больше их электропроводность, тем больше величина вихревых токов и тем меньше глубина проникновения волны магнитного поля. Это происходит вследствие того, что вихревые токи создают свое магнитное поле, которое уменьшает магнитное поле, из-за которого оно появляется. При протекании электрического тока выделяется теплота (джоулево тепло). Ее количество пропорционально удельной проводимости соответствующего участка биологической ткани и определяется по формуле

, (1)

где Р – мощность рассеиваемая в форме теплоты;

U – падение напряжения на сопротивлении R биологической ткани;

G – проводимость биологической ткани.

Поэтому в плохо проводящих электрический ток кожных и жировых тканях повышение температуры под влиянием высокочастотного переменного поля существенно меньше, чем соответствующие увеличения температуры мышечных тканей, которые хорошо проводят электрический ток. Глубинное прогревание хорошо проводящих тканей с помощью высокочастотного переменного магнитного поля выполнить легче, чем с помощью высокочастотного переменного электрического поля.

Как и при УВЧ-терапии наряду с тепловым эффектом в механизме действия индуктотермии большую роль играет осцилляторные эффекты.

Лечебное воздействие сверхвысокочастотными электромагнитными полями получило общее название микроволновой терапии. Микроволновое электромагнитное излучение поглощается в основном в мышцах, а кожные и жировые ткани почти не нагреваются. Это позволяет производить прогрев мышц на глубине до нескольких сантиметров. Лечебное воздействие обусловлено тепловым и осцилляторным эффектами.

Микроволновая или сверхвысокочастотная (СВЧ) терапия подразделяется на ДМВ-терапию, СМВ-терапию и ММВ(КВЧ)-терапию.

При ДМВ-терапии используются электромагнитные волны дециметрового диапазона. Энергия этих частот проникает в биологическую ткань на 1 – 12 см и теплообразование происходит относительно равномерно как в поверхностных, так и в глубоких слоях ткани.

СМВ-терапия характеризуется воздействием электромагнитными волнами сантиметрового диапазона. Энергия СМВ-излучения проникает в биоткань на глубину 5-6 см и теплообразование больше выражено в поверхностных слоях.

ММВ (КВЧ)- терапия – воздействие электромагнитными волнами с миллиметровой длиной волны.

Микроволны по физическим свойствам приближаются к световой лучистой энергии. Они могут отражаться и поглощаться, их можно сконцентрировать в узкий луч и использовать для локального направленного воздействия. Попадая на тело человека часть энергии отражается, а 30  60 % поглощается. Отражение происходит и внутри биоткани от зон с разными электрическими свойствами. Поступающая и отраженная энергия, накладываясь друг на друга, складываются, что может создать угрозу местного перегрева тканей.