CC BY
7
ТЕРАПИЯ
THERAPY
УДК 378.046-021.68:004.77:616.1/.4
Импульстк токтар мен электромагниттк ерктердщ эсер1
Ж.Ж. Ажибекова, Н.М. Алмабаева, Г.С. Рахимбаева
С.Ж. Асфендияров атындат Казак ¥лттык медицина университет1 Биофизика курсымен информатика кафедрасы
Барлык заттар молекулалардан тирады. Ал олар вз кезегнде эсер1 бар зарядтар жYйесiн курайды. Сол себептен денелерд1н, куй'1 олардан втетн токтармен (туракты жэне айнымалы) жэне эсер ететн электромагниттiк вр'стерге байланысты. Токтар мен врiсmiц эсер1 жиiлiкке байланысты медицинада кецiнен емдеу максатында колданылады. ТYйiндi свздер: импульсmi ток, туракты ток, жилк, электромагниттiк врк, биологиялык эсер
Биологиялык денелерд^ электрлк касиеп^ Tipi емес объекшерге кapaFaндa курдел^ ал aF3a - бул ке^спктеп айнымалы концентрациялы иондардын жиынть^ы болып табылады. Токтар мен электромагниттк epiстepдiн aFзaFa эсepiнiн aлFaшкы мeхaнизмi физикалык, ол медициналык емдеу эдiстepiнe колдaнылFaндыктaн карастырылады. АFзaFa айнымалы (импульсп) токтын эсepi онын жиЫпне тэуeлдi. Теракты ток сиякты айнымалы ток теменп, дыбысты жэне ультрадыбысты жиЫктерде биологиялык улпaлapFa тiтipкeндipу эсерЫ бepeдi. Бул электролиттер epiтiндiлepiнiн иондарынын ыFысуымeн, олардын бeлiнуiмeн, жасушалык жэне жасушааралык ке^слктщ эpтYpлi бeлiгiнiн концентрацияларынын eзгepiсiмeн байланысты. ¥лпалардын тiтipкeнуi импульсп токтын тшлшне де, импульстiн узакты^ы мен онын амплитудасына да тэуелдк Мысалы, импульс фронтынын туныкты^ы токтын табалдыры^ынын мэнiн азайтады, ионды кайтарымды Ypдiстep пайда болады. ТYзу бурышты импульстiн туныкты^ы ете Yлкeн (теориялык - шeксiз), сондыктан осындай импульстардын табалдырык ток кYшi бaскaлapFa кapaFaндa аз.
Табалдырык Imax амплитудасы мен TYзу бурышты импульстiн узакты^ы тiтipкeндipу эсepiн тудырады (1-сурет). Суpeттeгi кисык козу сипатамасы деп аталады. Ол эpтYpлi булшыкеттерге тэн. К,исык эpбip нYктe мен кисыктан жоFapы жататын нYктeлepгe булшыкeттiн жиырылуын туFызaтын импульстapFa сэйкес кeлeдi. К,исыктан темен жаткан импульстар тiтipкeндipудi тудырмайтын импульстарды бейнелейдк Электр тоFынын арнайы физиологиялык эсepi импульстiн пiшiнiнe тэуeлдi болFaндыктaн медицинада орталык нерв жYЙeлepiн (электроуйкы, электронаркоз), нерв -булшыкет жYЙeлepiн, жYpeк - кан тамырлар жYЙeлepiн (кардиостимуляторлар, дефибриляторлар) жэне т.б. стимуляциялау y^i^ эpтYpлi уакыт тэуeлдiлiктepiндeгi токтар пайдаланылады. Импульстiн узaктыFы Ти=0,1 -1 мс жэне жшлк диапазоны 5-150 Гц болатын TYзубуpышты импульстi токтарды электроуйкы, Ти = 0,8-3 мс жэне жиiлiк диапазоны 11,2 Гц токты имплантацияланатын кардиостимуляторларда емдеу Yшiн колданады.
Сурет 1 - ТYзубуpышты импульсп токтардын eзгepiсi
Yшбуpышты пiшiндi импульстi токтарды (2-сурет а, Ти = 1-1,5 мс, жишп 100 Гц), сонымен катар импульстары бipтiндeп артып жэне сэйкес тез темендейтЫ экспоненциалды токтарды (2-
сурет.б, Ти = 3-60 мс, жиiлiктepi 8-80 Гц) булшыкeттi коздыру, эсipeсe электрогимнастикада пайдаланылады.
Сурет 2 - Yшбyрышты глшЫд Айнымалы (гармониялык) токтыц aF3aFa теменг1, дыбысты жэне ультрадыбысты жи1л1ктег1 acepi келес табалдырык мэндер1мен баFаланады: ceзiлeтiн табалдырык TOFbi мен жiбepiлмeйтiн табалдырык TOFbi.
Сeзiлeтiн табалдырык тоFы тiтipкeндipу эсерЫ адам ceзeтiн ец аз токтыц Kymi. Б^л шама жYpгiзiлгeн кернеудеп денежц бел iri мен ауданынына байланысына, токтыц жиiлiгiнe, адамныц жеке ерекшел^ерЫе (жасы, жынысы, aFзaныц ерекшелт) тэуeлдi. Бакыланатын бipтeктi топтар Ym^ еркектерде иык саусак белiгi Ym^ орташа шамасы шамамен 50 Гц жишктеп 1 мА ceзiлeтiн табалдырык тоFы калыпты таралу зацына баFынады, 3- суретте (1-кисык) ceзiлeтiн табалдырык ^ыныц
импульст токтардыц кисы«7!
орташа шамасыныц осы топтаFы бакыланатын токтыц жиiлiгiнe тэуeлдiлiгi кеpceтiлгeн.
Егер токтыц ^шлн ceзiлeтiн табалдыpыFыныц шамасынан арттырсак, онда буындары бYгiлiп, яFни адам ездтмен колын бYгe алмай жэне кернеу кезЫен - еткiзгiштeн босанта алмайды. Минимал ток кYшiн жiбepiлмeйтiн табалдырык тоFы деп атайды. Аз шамадаFы токты KYшi жiбepiлeтiн болып табылады. Жiбepiлмeйтiн токтыц табалдыpыFы мацызды параметр, оныц артуы адам y^i^ ете кауiптi болып саналады. Жiбepiлмeйтiн табалдырык тоFыныц шамасы да калыпты таралу зацына баFынады. 3-суретте (2-rni кисык) сызба тYpiндe бакыланатын еркектер тобыныц жiбepiлмeйтiн табалдырык тоFыныц орташа шамасыныц жшлкке тэуeлдiлiгi бepiлгeн.
Сурет 3 - Табалдырык тс^ыныц жишкке тэуелдшт
ЖYpeккe эсер ете отырып адамныц елiмiнe алып кeлeтiн ток карыншалардыц фибрилляциясын туFызады. Фибрилляцияны туFызатын ток кYшiнiц табалдыpыFы жYpeк аркылы етeтiн токтыц тыFыздыFына, жиiлiккe жэне оныц эсер ету узакть^ына тэуелдк
Жиiлiгi 500 кГц-тен кеп болатын иондардыц ыFыcуы молекулалык жылулык козFалыcындаFы ыFыcуына каpаFанда елшeудi киындатады, сондыктан ток немесе элeктpомагниттiк толкын тiтipкeндipу эcepiн туFызбайды. Осы жаFдайда алFашкы эффeктiнiц нeгiзi жылулык эсер болып табылады. ЖоFаpы жиiлiктi кыздыру аFзаныц iшкi белiктepiндe жылудыц тYзiлуi есебЫен етeдi, яFни оны кажет жерде туындатады. Белiнгeн жылу мелшepi улпалардыц диэлeктpлiк етiмдiлiгiнe, олардыц мeншiктi кедерпа мен элeктpомaгниттiк тepбeлicтepдiц жиiлiгiнe байланысты. К,ажетп жиiлiктi тацдай отырып, «термоселективтЬ эcepдi жYзeгe acыpуFa болады, яFни кaжeттi улпалар мен органдарда ана^рлым жылудыц тYзiлуi. ЖоFapы жиiлiктi тepбeлicтepмeн кыздырудыц ыцFaйлы болуы генератордыц куатын т^рактандыра отырып, iшкi органдарда жылудыц белiнуi ол куатты баскару мYмкiндiгi бар, ал кeйбip ем шарада жылуды арттыра аламыз. Элeктpомaгниттiк тepбeлicтep мен толкындардыц Yлкeн жиiлiктe жылулык эффекланен баска кандай да бiр арнайы эсерлерге шк молекулалык YPДicтepгe алып кeлeдi.¥лпaлapды жылыту Yшiн Yлкeн токты еткiзу кажет.
Айнымалы магнит еpiciндe орналаскан массива еткiзгiш денелерде к¥йынды токтар пайда болады. Б^л токтар биологиялык улпалар мен органдарды кыздыру Yшiн
колданыла алады. М^ндай емдеу эдici индуктотермия деп аталады. Б^л эдicтe улпалардан белiнeтiн жылу мелшepi жиiлiк квадраты мен айнымалы магнит еpiciнiц индукциясына пропорционал жэне ал мeншiктi кедерпге кepi пропорционал. Сондыктан тaмыpлapFa бай улпалар KYштi жылынады, мысалы, май сиякты ¥лпaлapFa кapaFaндa б^лшыкет. Эдетте индуктотермияда спиральды немесе жазык б¥paлFaн кабельдер пайдаланылып, айнымалы магнит еpiciнiц жepгiлiктi эcepi колданылады [1,2].
Айнымалы электр еpiciндe орналаскан улпаларда ь^ысу токтары мен еткiзу токтары пайда болады. Эдетте б^л максат Y^i^ ультpaжоFapы жиiлiктi электр еpici колданылады, сондыктан сэйкес физиотерапевта эдic УЖЖ-терапия деген атка ие болды. УЖЖ еpiciнiц эcepiнiц тиiмдiлiгiн бaFaлaу Yrn^ еткiзгiштep мен диэлектриктерден белiнeтiн жылу мелшерЫ есептеу кажет.
Айнымалы электр еpiciнiц таралу эcepiн бакыласак. Электродтардыц арасында электр еpiciнiц таралуы электродтардыц елшeмiнe, олардыц apaкaшыктыFынa жэне езара орналасуына тэуeлдi. УльтpaжоFapы жиiлiктi аппаратына жaлFaнFaн электродтар бiр бipiнe параллель орналастырылады. Таралуды дипольдк антенаныц кемeгiмeн зерттеуге болады. Антена миллиамперметр жaлFaнFaн. Сонда еpic кезЫен кaшыктaFaн сайын ток KYшi азаяды. Ал eндi жоFapы жиiлiктi электр еpiciнiц электролиттер мен диэлектриктерге жылулык эсерЫ бaкылaFaндa диэлeктpиктepдiц температурасы электролиттерге кapaFaндa каркынды болады (4-сурет).
Вестник КазНМУ №3-2020
--о
^ мин
Сурет 4 - Электролиттер мен диэлектриктерге жылулык эсер1, 1 -электролит, 2 -диэлектрик
Сол себептен денеден 6ел1нет1н жылу мелшер1н Карапайым турленд1ру орындау жеткшктк
электродтардаFы ток ть^ыздь^ы аркылы емес етк1зг1ш денедеп Е электр ер1с1н1н, кернеул1г1 аркылы ернектеу орынды.
Р _и2 _ Е212Б _ Е2Б1 Я р1 р '
Осы тен,д1кт1 денешн, Sl келем1не бел1п, 1секундта улпанын, 1м3 келем1нен бел1н1п шыFатын жылу мелшер1н аламыз:
_ Р _Е2
мундаFы: Е - электр ергашн, ти1мд1 кернеул1г1, р- менш1кт1 кедерг1. Бул формула етк1зг1штерде бел1нет1н жылу мелшер1 болып саналады.
Накты диэлектрикте ыFысу тоFы онша улкен емес жэне ер1с1н1н, энергиясынын, б1р бел1г1 жумсалады, яFни диэлектрл1к
поляризациянын, периодты езгер1с1 жург1з1лген электр куаты шыFыны болады.
жутылуды тудырады, диэлектрик кызады айнымалы электр
Ч = ^ = шЕ2ЕгЕ01д8,
мундаFы: ш -циклд1к жшлк, 5- шыFын бурышы, (Е деп электр ерганщ ти1мд1 кернеул1г1 деп туану кажет).
Бел1нген жылу мелшер1 электр ер1с1н1н, ти1мд1 кернеултшн, квадратына пропорционал екен1 байкалады. Ол сонымен катар ортанын, сипатына, ал диэлектрик ер1с жи1л1г1не тэуелд1. АFзанын, диэлектрлк улпаларындаFы 40,58 МГц жи1л1ктег1 токтар етк1зг1штерге караFанда тез кызады [1,4]. Ал электромагниттк толкындарды эртурл1 жутылу коэффициенттерУн, орта шекарасында, мысалы, жоFарFы жэне теменг1 су курамы бар улпалар шекарасында жергшкт
улпалардын, кызуына нег1зделген турFын толкындар пайда болуы мумк1н. Бул толкындардын, биологиялык улпаларFа ену терен,д1п судын, мелшер1 мен толкындардын, жи1л1г1мен аныкталатын толкын энергиясын жуту каб1летт1л1г1не тэуелд1. Корыта келгенде улпа курамынын, курдел1л1г1не байланысты емдеуде электромагниттк толкындардын дене белнен ену терен,д1пн ескеред1.
ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1
1 Ремизов А.Н. Медициналык жэне биологиялык физика. -М.: Дрофа, 2019. - 506 б.
2 Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Дрофа, 2014. - С. 113-123.
3 Ремизов А.Н., Потапенко А.Я. Курс физики. - М.: "Высшая школа", 2002. - 558 с.
4 Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В.. Руководство для лабораторных работ по медицинской и биологической физике. - М.: Дрофа, 2002. - 228 с.
Ж.Ж. Ажибекова, Н.М. Алмабаева, Г.С. Рахимбаева Казахский Национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова Кафедра информатики с курсом биофизики
ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Резюме: Все вещества состоят из молекул. А они, в свою очередь, образуют систему зарядов, которые обладают эффектом. Поэтому состояние тел существенно зависит от протекающих через них токов (постоянных и переменных) и от воздействующего электромагнитного поля. Воздействие
токов и полей в зависимости от частоты широко используется для лечебных целей в медицине.
Ключевые слова: импульсный ток, постоянный ток, частота, электромагнитное поле, биологическое воздействие
Vestnik KazNMU №3-2020
Zh.Zh. Azhibekova, N.M. Almabayeva, G.S. Rakhimbayeva
Asfendiyarov Kazakh National medical university Head of department «Informatics with biophysics course»
EFFECT OF PULSE CURRENTS AND ELECTROMAGNETIC FIELDS
Resume: All substances consist of molecules. Molecules form a system of charges that have an effect. Therefore, the state of the bodies significantly depends on the currents flowing through them (constant and variable) and on the acting electromagnetic
field. Exposure to currents and fields depending on frequency is widely used for treatment in medicine.
Keywords: pulse current, direct current, frequency, electromagnetic field, biological impact
