1.3.4 Воздействие на ткани переменными электрическими полями и токами

1.3.4 Воздействие на ткани переменными электрическими полями и токами

При прохождении через ткани импульсных однонаправленных токов низкой частоты в тканях происходят подобные физико-химические процессы, что и при воздействии постоянным током, однако они зависят от частоты, формы, длительности импульсов и свойств тканей.

Теперь рассмотрим воздействие на ткани организма электромагнитного поля. Электромагнитные волны в тканях распространяются неодинаково. Скорость их распространения зависит от диэлектрической и магнитной проницаемости тканей. Диэлектрическая проницаемость изменяется при изменении частоты поля: при увеличении частоты поля – уменьшается.

В зависимости от частоты поля в организме произойдут различные процессы. Поэтому при рассмотрении влияния поля на ткань весь частотный спектр делят на три зоны дисперсии: a, b, g.

a-Дисперсия (низкие и звуковые частоты – до нескольких кГц) приводит к уменьшению поляризации поверхности клеток, так как ток такой частоты в клетку не проникает, а проникает в глубоко лежащие ткани, не вызывая раздражения кожи. Этот физический эффект применяется в амплипульстерапии и при флуктуации.

b-Дисперсия (частота 1 кГц-10 МГц) характеризуется макроструктурной и дипольной поляризацией и резким снижением ионной поляризации. При этом резко увеличиваются клеточная проницаемость и транспорт ионов Na+ и K+ через мембрану клетки.

При большой частоте переменного поля дипольные молекулы не успевают совершить полный поворот и колеблются около среднего положения. Этот процесс называется осцилляцией. В зависимости от частоты поля изменяются частота осцилляций и состав осциллирующих молекул. Это связано со временем, необходимым для переориентации дипольной молекулы (временем релаксации). Молекулы обладают собственным временем релаксации. Поэтому в определённом диапазоне частот осциллируют преимущественно те молекулы, время релаксации которых соответствует этой частоте поля.

При высоких частотах (несколько МГц) происходит поляризация крупных молекул, обладающих дипольным моментом, релаксация которых сопровождается большими тепловыми потерями. Это приводит к повышению температуры тканей.

Энергия электрического поля поглощается в основном тканями с большим удельным сопротивлением. На этом основан метод УВЧ-терапии (частота ~ 40 МГц).

Энергия переменного магнитного поля высокой частоты (индуктотермия, частота ~ 13.56 МГц) хорошо поглощается тканями с малым удельным сопротивлением. В этих тканях осцилляторный и тепловой эффекты будут выражены больше в хорошо проводящих тканях.

Кроме макроструктурной и дипольной поляризации, в зоне b-дисперсии также наблюдается резкое снижение ионной поляризации границ раздела биологических сред, вплоть до её исчезновения. Тогда ткань становится проницаемой на всём протяжении (дарсонвализация).

При g-дисперсии (частота >1 ГГц) уменьшение диэлектрической проницаемости вызвано поляризацией свободной воды. Энергия поглощается в основном молекулами воды, и тепловой и осцилляторный эффекты проявляются в богатых водой тканях (отёчные ткани).