Специфічна дія ЕМП на біологічні тканини

Дія ЕМП на біологічні тканини може викликати:

1. Зміну структури біологічно активних молекул (біл­ків, лі­підів, нуклеїнових кислот тощо) за рахунок:

а) виділеного тепла і нагріву тканин вище допустимої тем­ператури (наприклад, можлива денатурація білків);

б) резонансного поглинання енергії ЕМП (конформа­цій­ні зміни структури, виникнення вільних радикалів тощо);

в) поляризації (розрив водневих зв’язків, порушення гід­ро­фоб­них і гідрофільних взаємодій).

 

Таблиця 5.1.

№	Метод	Діючий фактор	Час­тота	Ефекти у бі­о­ло­­гіч­них тка­нинах
1.	Гальвані­за­ція, елек­тро­­­форез	Постійне ел. поле Постійний ел. струм I = 10 mA, U = 60–80 B		Поляриза­цій­­ні ефекти
2.	Франкліні­зація (стат­душ)	Постійне ел. поле ви­сокої напруже­нос­ті Е = 104–106 В/м		Поляриза­цій­ні ефекти
3.	Електро­сти­­му­ляція	Імпульсні струми	1–150 Гц	Подразнення
4.	Дарсонва­лі­зація: а) ло­­кальна   б) загальна	Низькочастот­ний роз­ряд, аероіони, змін­­не магнітне поле (індукційні струми)	110 кГц     440 кГц	Под­раз­нен­ня нер­во­вих ре­цеп­то­­рів шкі­­ри або слизо­вих оболо­нок. Зміна магніт­них властивос­тей біо­ло­гіч­но активних моле­кул
5.	Діатермія: - хірургіч­на - терапев­тич­­на	Високочастот­ний ел. струм	0.5–2 МГц	Виділення теплоти q = r j 2
6.	Індуктотер­мія	Змінне магнітне поле (індукційні струми)	10–15 МГц	Виділення теплоти q ~ B 2 w 2/ r
7.	УВЧ-терапія	Змінне ел. поле (струми зміщення)	40–300 МГц	Виділення теплоти q ~ ew 2 E 2 Резонансне поглинання q ~ e 0 ewE 2tg d
8.	Мікрохви­льова терапія	Електромагніт­ні хви­лі НВЧ-діапазо­ну (стру­ми зміщен­ня). Резо­­­нанс­не поглинання	104–106 МГц 50–60 ГГц	Виділення теплоти q ~ weE×H Специфічна нетеплова дія

2. Зміну мембранних процесів за рахунок:

а) зміни локальних концентрацій іонів (при об’ємній по­ляризації);

б) дії зовнішнього ЕП, напруженість якого зрівняна з на­пруженістю поля мембран, що є причиною порушення ро­боти іонних насосів, процесів електродифузії.

3. Зміну швидкостей хімічних реакцій (зміна кінетики фер­ментативних процесів), що в кінцевому результаті призво­дить до порушення процесів біоенергетики, метаболізму, син­тезу біологічно активних молекул та ін.

Виявом специфічної дії ЕМП на БТ є виникнення подраз­нення, скорочення, секреції, болю, паралічу; можлива за­гибель внаслідок спотворень біологічно важливих проце­сів у клітинах і внутрішньоклітинних структурах під дією ЕМП.

На закінчення наведемо сумарні відомості щодо медичних методик, в яких використовуються електричне, маг­ніт­не та електромагнітне поля (див. табл. 5.1).

Контрольні запитання та задачі

1. Назвіть основні характеристики електричного і магнітного полів та поясніть їх фізичну суть. Поясніть природу лікувального і вра­жаючого фактора при електротравмі або фізіотерапії.

2. Що таке поляризація, які види поляризації найбільш важливі при дії ЕМП на БТ? Яким чином виникають у тканинах струми про­від­ності, індукційні струми і струми зміщення, від чого залежить їх величина?

3. Чим обумовлене прогрівання БТ при дії ЕМП і від яких факторів (зов­нішніх і внутрішніх) залежить кількість виділеної теплоти?

4. У діапазоні яких частот змінного струму (при незмінних інших ха­рактеристиках ЕМП) електротравма найбільш небезпечна для організму?

5. Чому резонансне поглинання енергії ЕМП проявляється в області УВЧ і НВЧ?

6. Поясніть особливості специфічної дії ЕМП на БТ.

7. При яких фізіотерапевтичних методиках спостерігається най­більш ефектив­ний прогрів внутрішніх тканин, що мають: а) доб­ру електропровідність; б) незначну електропровідність, а також, які є діелектриками?

8. У скільки разів зміниться питома тепловіддача Q /(V · t) для ме­то­дик діатермії, індуктотермії і УВЧ-терапії відповідно, якщо час­то­та коливань зросла вдвічі, питомий опір зменшився у п’ять разів, амплітуди векторів магнітної індукції і напруженості елек­три­чного поля зменшились у два рази?

5.3. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1 “Робота з фізіо­терапевтичною апаратурою”

Мета роботи: вивчити основи взаємодії ЕМП з БТ і на­бу­ти навички роботи на деяких фізіотерапевтичних апаратах.

Контрольні питання для підготовки до лабораторної роботи

1. Класифікація фізіотерапевтичної електронної медичної апарату­ри.

2. Тепловий ефект, викликаний ВЧ-струмами провідності та ін­дук­цій­ними ВЧ-струмами. Діатермія. Iндуктотермія.

3. Поняття про струми зміщення. Механізм прогріву електролітів і ді­­електри­ків. Поняття про діелектричні втрати.

4. Спрощена схема УВЧ-апарата (будова, призначення основних бло­ків, робо­чий процес апарата).

5. Дарсонвалізація (фізичний зміст методу, природа лікувального фак­тора, спрощена схема апарата для місцевої дарсонвалізації. Ро­бочий процес).

6. Специфічна дія УВЧ- і НВЧ- полів на біологічні тканини.