«УВЧ-терапія. Імпульсна УВЧ-терапія. Транзисторний ВЧ тракт для апарату УВЧ терапії »
УВЧ-терапія, найбільш поширений елекролікувальні метод, являє собою вплив на тканини тіла хворого електричним полем ультрависокої частоти.
Електричне поле створюється за допомогою двох конденсаторних електродів, з'єднаних проводами з генератором УВЧ коливань. Подвергаемая впливу частина тіла поміщається між електродами або при порожнинних впливах один з електродів вводиться у відповідну порожнину організму, а другий - розташовується біля поверхні тіла.
При частотах, використовуваних для УВЧ-терапії (25-50 МГц), поряд з втратами в тканинах тіла за рахунок іонної провідності починають позначатися діелектричні втрати за рахунок орієнтаційних коливань дипольних білкових молекул. Зміни в клітинних і молекулярних структурах тканин під впливом злектрічеській поля УВЧ обумовлюють, крім теплового, «специфічне» дію поля. У зв'язку з цим УВЧ-терапію проводять не тільки в тепловій (тобто при вираженому відчутті тепла), але і слаботепловой і навіть нетепловий дозуванні.
Розподіл тепла між поверхневими і глибоко розташованими тканинами тіла хворого при УВЧ-терапії значно більш сприятливо ніж при діатермії. У зв'язку зі збільшенням в десятки разів частоти коливань зменшується ємнісний опір тканин і відповідно збільшується реактивна (ємнісна) частина проходить через них високочастотного струму.
Цим пояснюється відносне зменшення нагрівання поверхневих шарів тканин, що мають меншу провідність, ніж глибоко розташовані. Збільшення частки ємнісної складової струму, яка проходить через підшкірний жировий шар, що не нагрівав його, призводить до зменшення активної складової струму, що викликає нагрівання тканини.
Аналогічно високочастотний струм проходить у вигляді ємнісного струму через шари жирової тканини, що оточують окремі органи, а також через кісткову тканину в кістковий мозок. Таким чином, при УВЧ-терапії забезпечується значно більш ефективне, ніж при діатермії, вплив на внутрішні тканини і органи.
Важливою перевагою УВЧ-терапії в порівнянні з діатермією є можливість проводити процедури з зазорами між електродом і поверхнею тіла. Це пояснюється тим, що ємнісний опір ділянки кола, утвореного повітряним зазором (ємність С0, див. Рис. 1), в діапазоні УВЧ порівнянно з опором тіла хворого (паралельно включене опір R і ємність С). На частотах ж, що застосовуються в діатермії, опір повітряних зазорів настільки велике, що струм в ланцюзі в цьому випадку практично не проходить.
Малюнок 1 - Еквівалентна електрична схема електродів з об'єктом.
Наявність зазорів дозволяє значно зменшити небажаний нагрів поверхневих тканин, так як область близько електродів, в якій є найбільша концентрація силових ліній поля, розташовується при цьому поза тілом хворого. Вельми істотно також зручність проведення процедури УВЧ-терапії, так як не потрібно забезпечувати контакт між електродом і тілом, необхідний при діатермії.
Нагрівання тканин тіла в електричному полі УВЧ пропорційний квадрату напруженості поля. У неоднорідному полі, що має місце в реальних умовах, напруженість різна і характеризується концентрацією силових ліній поля.
У відсутності тіла хворого поле між електродами найбільш рівномірно в центрі, до периферії силові лінії за рахунок крайового ефекту викривляються (рис. 2).
Малюнок 2 - Силові лінії електричного поля, утвореного двома пластинами.
а - при відстані між пластинами менше їх діаметра;
б - більше їх діаметра.
Область рівномірного поля тим більше, чим менше відношення відстані між електродами до їх діаметру. При розташуванні хворого між електродами лінії поля в зв'язку з негомогенной структурою ніде не йдуть рівномірно, вони викривляються і в середній зоні так, що найбільша напруженість поля є під електродами. У зв'язку з цим при відсутності або малих повітряних зазорах найбільше виділення тепла має місце на поверхні тіла і різко спадає з глибиною (рис. 3, а). Для забезпечення більш рівномірного розподілу тепла між поверхневими і глибоко розташованими тканинами збільшують величину зазорів до декількох сантиметрів. При цьому, як уже зазначалося, найбільш неоднорідна частина поля біля електродів виявляється поза тілом і рівномірність впливу по глибині значно поліпшується (рис. 3, б, в). Для того щоб при значних зазорах забезпечити досить ефективний нагрів тканин, апарат для УВЧ-терапії повинен забезпечити можливість збільшення напруги на електродах, так як при збільшенні зазорів збільшується частка припадає на них напруги.
Малюнок 3 - Графіки розподілу температури в однорідному діелектрику (м'язова тканина) при впливі електричним полем УВЧ.
Вибором величини електрода, величини зазору, а також нахилу електрода по відношенню до поверхні тіла можна забезпечувати переважний вплив на певну ділянку тіла. Якщо електроди однакові, то вплив більш інтенсивно з боку електрода, розташованого з меншим зазором (рис. 4, а). Те ж саме має місце і при використанні одного електрода меншого розміру (рис. 4, б). При установці електрода похило до поверхні тіла відбувається концентрація поля біля краю електрода, розташованого ближче до тіла, в результаті чого також має місце виборчий нагрів (рис. 4, в). Такий спосіб застосовується при нагріванні складок тіла, наприклад, між щокою і носом.
Малюнок 4 - Розподіл силових ліній електричного поля при УВЧ-терапії. Ступінь затемнення об'єкта характеризує інтенсивність нагріву.
При впливі на нерівні поверхні тіла на його виступаючих частинах відбувається концентрація поля і перегрів. У цьому випадку або збільшують зазор (рис. 4, г), або застосовують гнучкі електроди, облягаючі нерівності тіла.
Конденсаторні електроди, застосовувані при УВЧ-терапії, являють собою металеву круглу або прямокутну пластинку, циліндр або провідник іншої форми, ізольовані з усіх боків для захисту від опіків, які можуть мати місце при торканні їх.
Електроди зазвичай мають жорстку конструкцію і зміцнюються на кінцях електрододер апарату. Найбільш часто застосовуються жорсткі електроди з круглою пластиною різного діаметру.
Використовуються також жорсткі конденсаторні електроди спеціального призначення - вагінальний, у вигляді металевого стержня, вміщеного всередині пластмасового або скляного циліндричного кожуха, пахвовий, що має ізолюючий корпус у вигляді трикутної призми, з увігнутою сферичною поверхнею для впливу на фурункули та ін.
Крім жорстких, знаходять застосування гнучкі електроди, виготовлені з запресованої в гуму металевої фольги або сітки. Для збільшення зазору між тілом і гнучким електродом під нього підкладається одна або кілька прокладок з перфорованого фетру. Гнучкий електрод і прокладки або фіксуються вагою тіла хворого, або зміцнюються на тілі еластичним гумовим бинтом.
Дозування при УВЧ-терапії грунтується на відчуттях тепла пацієнтом. Для орієнтування медичного персоналу, особливо важливою при порушеннях теплової чутливості, багато апаратів для УВЧ-терапії мають прилад, що вимірює анодний струм генераторних ламп.
Прилад, показання якого можуть використовуватися тільки для судження про відносну величину потужності і для відтворення однакових за умовами (електроди, зазори і ін.) Процедур, є також індикатором настройки в резонанс вихідного контуру апарату.
Оскільки мимовільні рухи хворого можуть призвести до розладу вихідного контуру і суттєвого зменшення вихідної потужності, необхідно в процесі проведення процедури періодично підлаштовувати його за допомогою ручки, яка виведена на панель управління апарату. У деяких пересувних апаратах підстроювання проводиться автоматично без участі обслуговуючого персоналу.
Контроль налаштування може здійснюватися також за максимальним світіння неонової лампи, яка зміцнюється на ізоляційної ручці і підноситься до електродів або їх проводам. Слід стежити за тим, щоб не торкатися при цьому рукою проводів і електродів, в іншому випадку після відведення руки контур виявиться засмученим.
Металеві предмети в електричному полі УВЧ не нагріваються, проте біля них, особливо, при наявності гострих країв і виступів відбувається концентрація силових ліній поля (рис. 4, д), і як наслідок цього можуть мати місце місцеві перегріви і навіть опіки. З цієї причини сидіння або ліжко для хворого при проведенні процедур УВЧ-терапії не повинні мати металевих частин, а кільця, шпильки, голки та інші металеві предмети, що знаходяться у хворого, повинні бути видалені, якщо вони розташовані близько до області дії.
Особливу обережність слід дотримуватися, якщо в тілі є зубні протези, а також металеві осколки, шрапнель, що залишилися я тілі в результаті поранень, травм. Сира одяг і її складки також можуть викликати місцеві перегріви, тому бажано одяг перед процедурою знімати, а вологу шкіру осушити.
Пацієнт повинен розташуватися зручно, щоб зберегти прийняте положення до кінця процедури.
З'єднувальні дроти не повинні стосуватися тіла і один одного. Фіксація положення проводів здійснюється за допомогою виготовлених з високочастотного діелектрика фіксаторів, закріплених на електродотримачем, і гребінок, що вставляються між проводами.
Для регулювання високочастотної потужності слід користуватися ступінчастим перемикачем на панелі апарату. Абсолютно неприпустимо засмучувати для цієї мети вихідний контур, так як при випадковому русі хворого потужність може раптово збільшитися до перевищити допустиму для даної процедури величину.
За останні роки в практику фізіотерапії входить метод впливу на організм електричним полем УВЧ в імпульсному режимі, званий імпульсної УВЧ-терапією. При імпульсної УВЧ-терапії електричне поле має імпульсний характер (рис. 5). Генерація високочастотних коливань відбувається протягом декількох мікросекунд, після чого слід пауза, в тисячу разів перевищує тривалість самого імпульсу. Напруженість поля між електродами за час дії імпульсу досягає декількох тисяч воли на метр, що в 6-7 разів більше, ніж при безперервному режимі. Оскільки потужність коливань пропорційна квадрату напруженості поля, то апарати для імпульсної УВЧ-терапії мають потужність в імпульсі до 15000 Вт, що в 40 разів більше потужності, яка може створюватися апаратами для безперервної УВЧ-терапії. Середня потужність імпульсних коливань в тисячу разів менше, ніж потужність в імпульсі і не перевищує 15 Вт.
Малюнок 5 - Графік коливань електричного поля УВЧ.
а - при безперервному режимі; б - при імпульсному режимі.
Теплові ефекти, зумовлені середньою потужністю, при імпульсному режимі невеликі. У той же час значні величини напруженості поля в імпульсі підсилюють специфічну дію поля УВЧ: зміни структури білкових молекул, концентрації іонів у клітинних мембран, гідратації іонів н молекул і ін.
Всі ці нетеплові ефекти змінюють діяльність клітин і при дії на утворення центральної нервової або вегетативної систем можуть викликати значні зрушення у функціональному стані організму.
Таким чином, при імпульсної УВЧ терапії забезпечується можливість здійснити інтенсивне специфічну дію електричного поля УВЧ без помітного теплового ефекту.
Конструкція електродів і умови проведення процедур при імпульсної УВЧ-терапії не відрізняються від застосовуваних при звичайній УВЧ-терапії.
Транзисторний ВЧ тракт для апарату УВЧ терапії
В даний час більшість апаратів працює на частоті 27,12 МГц у безперервному або імпульсному режимі. Побудова УВЧ апаратів на основі транзисторних ВЧ трактів має певні переваги - надійність, використання малих напруг живлення, забезпечення стабільності fнес, створення окремих модулів для збільшення вихідної потужності, зменшення електромагнітних перешкод.
При розробці ВЧ трактів виникають певні труднощі, пов'язані з одного боку з малими вихідними опорами транзисторів, а з іншого - зі зміною в широкому діапазоні еквівалентної навантаження. Ця еквівалентна навантаження має комплексний характер. Її активна частина визначена внутрішнім опором тканин пацієнта і становить 40-50 см, а реактивна носить ємнісний характер.
З урахуванням медичної практики, ємність утворена тілом пацієнта і площиною конденсаторної пластини електрода, до якої підведена ВЧ енергія, змінюється в широких межах - 0,5-27 пФ. Такий діапазон дає, наприклад, використання по черзі електродів 35, 70, 105, 240 мм, конденсаторні пластини яких встановлюються на відстані 5, 10, 20, 25, 30 мм від пацієнта.
Завдання ускладнюється з причини того, що в силу особливостей застосування УВЧ приладу (пацієнт не заземлений і знаходиться на деякій відстані від апарату) еквівалентна навантаження носить симетричний характер і винесена від корпусу на довжину 0,7-1 м, що можна порівняти з довжиною хвилі (l = 11 м). У загальному випадку навантаження ВЧ тракту є двухпроводную довгу лінію з хвильовим опором 600 Ом і електричної довгою 350, навантажену комплексним опором (добротність Qmaxі100), активна частина якої мізерно мала, а реактивна може змінюватися в широких межах. Потрібно вирішити задачу про передачу потужності від транзисторного генератора в активну частину комплексної навантаження у всьому діапазоні її зміни.