Использование электромагнитных полей в физиотерапии (УВЧ - терапия, диатермия, дарсонвализация). Механизм действия на организм.

При этом возникают замкнутые вихревые токи 4. Индуктор выполняется в виде охватывающей конечность спирали (соленоида). Такой индуктор приме­няется для воздействия на суставы конечностей. Возможен индуктор в виде плоской спирали, налагаемой на поверхность тела, например, на грудь, индук­тор в виде одного длинного витка, используемый при воздействии на область позвоночника и т.д.

Для УВЧ -терапии \ применяют ЭМП частотой 40 - 50 МГц. Как и в предыдущих методах, пациент находится в зоне несформировавшейся волны. Поскольку электроды имеют форму пластин и изолированы от тела человека, биологическое действие обусловлено электрической составляющей ЭМП, при­чём тепло образуется под действием тока проводимости (Q= к • Е² / ρ, где Е - напряжённость электрического поля), так и тока смещения (Q= ε • ε₀ • ω • Е² • tgδ, где δ - угол диэлектрических потерь). Тем не менее при УВЧ- терапии вклад тока смещения в тепловой эффект значительно преобладает над вкладом в него тока проводимости.

В электрическом поле УВЧ диполи стремятся следовать за изменением направления электрического поля и совершают колебания с частотой колебаний по­ля. Между отдельными диполями диэлектрика дейст­вуют силы взаимного притяжения. Для преодоления этих сил внешнее поле совершает работу, следствием чего является нагревание диэлектрика.

В отличие от диэлектриков, в растворах электролитов имеются свободные электрические заряды - ионы. В поле УВЧ ионы придут в колебание с частотой, равной частоте поля. За счёт энергии электрического поля произойдёт нагрева­ние раствора.

При микроволновом терапии тепловой эффект создаётся только током смешения, который возникает в организме человека под действием СВЧ излу­чений. Для физиотерапевтических процедур обычно пользуются волнами дли­ной 12,7 см. Они действуют на человека в зоне сформировавшейся волны. По­этому тепловой эффект определяется плотностью потока электромагнитной волны (П):

Q= k • ε• ω • П²

Поскольку в частотный диапазон СВЧ излучений попадает характеристи­ческая частота релаксации воды, то именно водные среды организма поглоща­ют энергию СВЧ полей в наибольшей степени.

Наиболее характерной особенностью специфического действия ЭМП на организм состоит в том, что биологические системы реагируют на излучение крайне низкой интенсивности, недостаточной для нагревания и возбуждения, но такие реакции возникают не во всём диапазоне, а на отдельных частотах. Этот эффект, проявляющийся в восприятии биосистемами слабых электромагнитных излучений, исследован недостаточно. Его происхождение связано, видимо, с тем, что в процессе эволюции биологических систем ЭМП определённых час­тот выполняли по отношению к ним миссию носителя информации об окру­жающей среде.

7, 8. Механизм действия постоянного магнитного поля на организм. Механизм термического и атермического действия полей СВЧ на организм

В основе биофизического механизма действия постоянного магнитного по­ля лежит его действие на воду, которая в большом количестве находится в тка­нях. Вода диамагнитная. Она не имеет собственного магнитного момента и приобретает его под действием магнитного поля. В жидкой воде есть структу­ры, сходные со структурой льда - кластеры. Время жизни кластера 10^-11 - 10^-12 сек. Они то возникают, то исчезают.

В обычной жидкой воде одновременно существует плотно упакованная и квазикристаллическая вода. При помещении воды в постоянное магнитное поле происходит сдвиг в сторону образования квазикристаллической воды. Это уменьшает растворимость веществ, изменяет проницаемость клеточных мем­бран, конформацию белков.

Термическое действие полей СВЧ на организм человека связано с релак­сацией молекул и током проводимости.

Ощущение тепла (тепловой порог) возникает при интенсивности поля СВЧ порядка 10 мВт/см². Болевой порог возникает при интенсивности - 0,6 - 0,8 Вт/см².

Атермическое (физико-химическое) действие поля СВЧ: при определён­ных частотах возникает явление резонанса, и рвутся водородные связи, изменя­ется ориентация ДНК и РНК. Это действие проявляется даже при интенсивностях ниже теплового порога.

Тепловой эффект определяется плотностью потока электромагнитной волны (П):

Q= k • ε• ω • П²