Ответы на экзаменационные вопросы № 1-46 по дисциплине "Радиационная физика в медицине" (Коэффициент центрифугирования. Применение ионизирующего излучения в диагностике), страница 17

Под влиянием электрической переменной составляющей электромагнитной волны, в тканях организма возникают колебания ионов в проводящих средах и дипольных молекул в диэлектриках с частотой волны. Энергия этих колебаний постоянно превращается в тепло, как и при УВЧ-терапии.

Однако, в отличие от УВЧ-терапии, при СВЧ-терапии сильнее прогреваются ткани, содержащие воду - при таких больших частотах становятся существенными дипольные свойства ее молекул.

Для прогревания биологических тканей на практике применяется и инфракрасный диапазон (ИК) электромагнитного излучения. Этот диапазон следует сразу за СВЧ-диапазоном в сторону более высоких частот. Механизм прогревания тканей при ИК-терапии такой же, что и при СВЧ-терапии.

Одно из основных различий между разными диапазонами электромагнитных волн, по действию на биологические ткани, состоит в разной глубине проникновения, которая зависит от длины волны и от электрических свойств тканей. Условно принимают глубину проникновения сантиметрового .диапазона в мышцы 2 см, в жир и кости - 10см. Для дециметрового диапазона эти показатели в два раза выше.

28.Основные части аппарата для УВЧ-терапии. Одним из наиболее распространенных методов физиотерапии является УВЧ-терапия. Действующим фактором здесь является переменное электрическое поле ультравысокой частоты - стандартное значение равно 40,68 МГц.

Необходимость строгого выбора частоты объясняется следующим. Дело в том, что "открытые'' элементы аппарата для УВЧ-терапии (пластины-электроды и провода, соединяющие их с аппаратом) излучают электромагнитные волны. Последние могут воздействовать на ближайшие устройства радиосвязи, вызывая помехи. В связи с этим, была выбрана специальная частота, не используемая для радиосвязи.

Основным эффектом при УВЧ-терапии является прогревание тканей организма, но возможна и биостимуляция. Рассмотрим механизмы воздействия высокочастотным электрическим полем на эти ткани.

В растворах электролитов такое электрическое поле вызывает переменный ток - линейные колебания ионов среды с частотой этого поля. Из-за взаимодействия молекул друг с другом, энергия этих колебаний постоянно переходит в тепло. Мощность, выделяемая за счет этого в единичном объеме, равна: QЭ=E2/ρ, где Е - действующее значение напряженности электрического поля, ρ - удельное сопротивление среды. Если внешнее электрическое поле выключается, то колебания ионов в среде быстро затухают.

В полярных диэлектриках высокочастотное электрическое поле вызывает вращательные колебания молекул-диполей с частотой этого поля (рис. 5). И снова из-за взаимодействия молекул друг с другом, энергия этих колебаний постоянно переходит в тепло. Мощность, выделяемая при этом в единичном объеме, равна:

QД=k ε υ E2, где k - коэффициент пропорциональности, ε - диэлектрическая проницаемость среды, υ - частота электрического поля. Как и в растворах электролитов, колебания здесь происходят за счет энергии внешнего поля.

При определенной частоте разогрев проводящих и непроводящих тканей организма электрическим полем одинаков. А при ультравысоких частотах сильнее должны прогреваться диэлектрические участки биологических тканей.

Что касается стимулирующего действия высокочастотного электрического поля, то оно связано, предположительно, с вращательными колебаниями отдельных полярных частей макромолекул. Для усиления такого действия на биологические ткани, надо применять электрическое УВЧ-поле, излучаемое во времени не непрерывно, а импульсами.

Генератор электрических колебаний, используемый в аппарате для УВЧ-терапии , является автоколебательной системой.

Высокочастотные колебания возникают в основном контуре L0C0 и поддерживаются благодаря подаче энергии от постоянного источника -выпрямителя U0. Благодаря регулятору, энергия в основной контур подается не непрерывно, а в такт с его собственными колебаниями - только так постоянный источник энергии может поддерживать колебания.