Использование токов и полей в лечебных целях

Биологические ткани и органы являются разнородными обра­зованиями: одни из них являются диэлектриками, другие проводни­ками. Значительную часть организма составляют биологические жидкости (электролиты), содержащие большое количество ионов.

Постоянный ток

Под воздействием постоянного электрического поля ионы, со­держащиеся в биологических тканях, приходят в направленное дви­жение. При этом происходит их разделение и изменение их кон­центрации в различных элементах ткани.

Электрофорез — метод, основанный на введении вещества через кожу или слизистые оболочки под действием постоянного тока. Под электроды на кожу кладут прокладки, смоченные соответствующим лекарственным препаратом. Через катод вводят анионы (йод, гепа­рин, бром), а через анод — катионы (Na, Ca, новокаин).

Гальванизация — физиотерапевтический метод, основанный на пропускании постоянного тока напряжением 60—80 В через ткани организма.

Высокочастотные токи

Первичное действие переменного (гармонического) тока и электро­магнитного поля на биологические объекты заключается в следую­щем: а) смещение ионов в растворах электролитов, их разделение, перераспределение; б) изменение поляризации диэлектриков.

Высокочастотные токи. При частотах приблизительно более 500 кГц смещение ионов становится соизмеримым с их смещени­ем в результате молекулярно-теплового движения, поэтому ток или электромагнитная волна не будет вызывать раздражающего дей­ствия. Основным первичным эффектом в этом случае является тепловое воздействие. (Постоянный ток и токи низкой частоты для нагревания тканей не пригодны, так как их использование при больших значениях может привести к электролизу и разрушению).

Преимущества лечебного прогревания ВЧ электромагнитны­ми колебаниями перед грелкой:

• образование теплоты во внутренних частях организма;

• подбирая соответствующую частоту, можно осуществлять тер­моселективное воздействие;

• можно дозировать нагревание, регулируя мощность генератора;

• возникновение внутримолекулярных процессов, которые при­водят к специфическим воздействиям.

Вычислим количество теплоты q, выделяющееся в единице объема.

Мощность тока, расходуемая на нагревание тканей, определя­ется по формуле Р = PR. Преобразуем ее, считая, что образец био­логической ткани длиной L имеет удельное сопротивление р и кон­тактирует с двумя плоскими электродами площадью S (рис. 12.3).

Пусть плотность тока / одинакова во всех точках ткани и равна

Пропускание тока высокой частоты через ткань используют в следующих физиотерапевтических процедурах.

Диатермия (сквозное прогревание) — получение теплового эф­фекта в глубоколежащих тканях. При диатермии применяют ток частотой 1—2 МГц, напряжением 100—150 В, сила тока 1—1,5 А. При этом сильно нагреваются кожа, жир, кости, мышцы (так как у них наибольшее удельное сопротивление). Меньше нагреваются органы, богатые кровью или лимфой: легкие, печень, лимфоузлы.

Недостаток диатермии — непродуктивное выделение теплоты в слое кожи и подкожной клетчатке.

Местная дарсонвализация. При этом применяют ток часто­той 100—400 кГц, силой тока / = 10—15 мА и напряжением — десятки кВ.

Токи высокой частоты используются для хирургических целей.

Диатермокоагуляция — прижигание, «сваривание» ткани. При этом применяется плотность тока 6—10 мА/мм², в результа­те чего температура ткани повышается и ткань коагулирует.

Диатермотомия — рассечение тканей при помощи электрода в форме лезвия. При этом плотность тока составляет 40 мА/мм².

Электрохирургическое воздействие сопровождается меньшими кровопотерями.

Переменное магнитное поле

Если поместить биологическую ткань в переменное магнитное поле (например, возле торца катушки с переменным током), то в результате явления" электромагнитной индукции в проводящих тканях образуются вихревые токи (токи Фуко), нагревающие объект.

Нагревание области тела при действии высокочастотного маг­нитного поля (частота 10—15 МГц) называется индуктотерми-ей. Схема воздействия показана на рис. 12.4.

При индуктотермии больше нагреваются ткани с небольшим удельным сопротивлением. Сильнее будут нагреваться ткани

теплообмен. Задача организма состоит в обеспечении равенства между теплотой, выделяющейся в организме (Q_BbI ) и теплотой, от­даваемой в окружающую среду (<?_отд). ЕслрГпо каким-либо причинам поддержание баланса между выделяемой и отдаваемой теплотами становится невозможным, организм погибает от пе­реохлаждения или от перегрева. Выделение теплоты в организме происходит за счет энергии метаболических процессов и характе­ризуется удельной теплопродукцией— количеством тепло­ты, выделяемой единицей массы тела за 1 с. Передача теплоты в окружающую среду осуществляется за счет процессов теплооб­мена, указанных ниже.

Тепловое воздействие на организм человека могут оказывать внешняя среда и процессы, протекающие в самом организме.

воздуха невелики. Коэффициент теплопроводности воды превыша­ет коэффициент теплопроводности воздуха более чем в 20 раз, поэтому в холодной воде человек начинает мерзнуть довольно быстро.

В живом организме ткани имеют различную теплопроводность, и это различие весьма существенно для поддержания теплового режима организма. Значительная теплопроводность мышечной ткани, в которой находится много кровеносных сосудов, позволя­ет быстро переносить тепло от внутренних органов к внешним, пре­дохраняя внутренние органы от перегрева. Напротив, при низких температурах внешней среды слой жировой ткани препятствует быстрой утечке тепла. Аналогичную роль играет волосяной покров и слой воздуха между волосами.

играют основную роль. Напротив, для участков тела, укрытых оде­ждой, конвекционные процессы могут быть сведены к нулю. На­пример, температура поверхности зимней одежды обычно равна температуре окружающего воздуха: Т = Т и в соответствие с (12.13) Я =0.

Тепловой удар. Теплопередача путем теплопроводности и кон­векции происходит в направлении уменьшения температуры. Если температура окружающей среды выше температуры тела, то теп­лопроводность и конвекция создают тепловой поток, направлен­ный внутрь тела, что при определенной длительности приводит к перегреву (тепловой удар). Живой организм не в состоянии функ­ционировать без отдачи тепла наружу.