CC BY
53
Intensification of UHF-therapy by an alternating magnetic field Zaharov M.1, Lahin V.2, Zaharov Yu.3, Smirnov A.4 (Russian Federation) Интенсификация УВЧ-терапии переменным магнитным полем Захаров М. Ю.1, Лахин В. С.2, Захаров Ю. Б.3, Смирнов А. Б.4 (Российская Федерация)
'Захаров Михаил Юрьевич / Zakharov Mihail - доцент, кафедра математики (и информатики), Краснодарское высшее военное авиационное училище летчиков;
2Лахин Владислав Сергеевич /Lakhin Vladislav - студент, направление: биотехнические системы и технологии, физико-технический факультет;
3Захаров Юрий Борисович / Zakharov Yuri — кандидат технических наук, доцент, кафедра физики и информационных систем, Кубанский государственный университет;
4Смирнов Алексей Борисович /Smirnov Aleksej — системный администратор, ООО «Статус», г. Краснодар
Аннотация: в данной статье рассматривается новый способ интенсификации УВЧ-терапии: добавление к переменному электрическому полю переменного магнитного поля. Данный метод позволит усилить терапевтический эффект процедуры, уменьшить время воздействия и многое другое. В статье изложена информация не только о самом методе, но и о его последствиях, способах применения и т. д.
Abstract: this article describes a new way of intensification of UHF-therapy: adding an alternating magnetic field to variable electric field. This method will enhance the therapeutic effect of the procedure, reduce exposure time and more. The article provides information about process, consequences of it, various ways of use etc.
Ключевые слова: УВЧ-терапия, переменное электрическое поле, переменное магнитное поле, заряженные частицы, клетка, цитоплазма, движение ионов, разогрев.
Keywords: UHF-therapy, variable electric field, alternating magnetic field, charged particles, cell, cytoplasm, ion movement, warming-up.
DOI: ' 0.2086'/24'0-28 73-20'6-'5-00'
Одним из наиболее распространенных электролечебных методов является воздействие на ткани организма токами ультравысокой частоты (25-50 МГц).
В действии высокочастотных колебаний традиционно различают две группы эффектов: тепловой и специфический эффект. Нагревание тканей токами и полями высокой частоты происходит не за счет передачи тепла, подведенного к поверхности тела, а за счет непосредственного выделения теплоты в расположенных внутри тела тканях и органах.
В аппаратах, реализующих методы УВЧ-терапии, электрическое поле создается с помощью двух конденсаторных электродов, соединенных проводами с генератором УВЧ-колебаний. Подвергаемая воздействию часть тела помещается между электродами. При внутриполостных воздействиях один из электродов вводится в соответствующую полость организма, а второй располагается около поверхности тела [1].
Результатом такого рода терапии является нагревание живых тканей, подвергающихся воздействию тока ультравысокой частоты. Выборочное лечение нужных областей тела пациента приводит к благоприятным эффектам разного рода: от снятия болевого синдрома и отека до влияния на работу нервной, кровеносной и многих других систем.
Классические аппараты УВЧ используют для воздействия на пациента только влияние переменного электрического поля, что, несомненно, хорошо. Но данное направление терапии явно нуждается в интенсификации.
Одним из возможных путей интенсификации является добавление постоянного магнитного поля. Этот вектор развития дает множество дополнительных преимуществ, но применяется лишь для лечения конечностей в посттравматические периоды, поскольку магнитное поле негативно влияет на внутренние органы человека [2].
УВЧ-терапия
Частота от 24 до 41 МГц
УВЧ-терапия (ультравысокочастотная терапия; синоним ультракоротковолновая терапия) — метод лечения, заключающийся в воздействии на организм электрическим полем ультравысокой частоты (эп УВЧ), чаще с числом колебаний 40,68 МГц (длина волны 7,37 м), которое подводится к пациенту посредством конденсаторных пластин (электродов). При воздействии импульсами ЭП УВЧ (2—8 мксек), чередующимися с длинными паузами, метод называют импульсной УВЧ-терапией [10].
Рис. 1. Импульсная УВЧ-терапия
Терапевтический колебательный контур (Г - генератор УВЧ).
Терапевтический контур не связан гальванически с генератором в целях защиты пациента от поражения током.
Лечебным фактором УВЧ-терапии является энергия ЭП УВЧ, поглощенная тканями организма. Терапевтическое действие ЭП УВЧ определяется не только образованием в тканях тепла, но и рядом физико-химических процессов в тканях организма, что лежит в основе местных и общих физиологических реакций. УВЧ-терапия благоприятно влияет на функциональное состояние нервной системы, эндокринных желез, крово- и лимфообращение, способствует улучшению обмена веществ. Этот метод лечения оказывает противовоспалительное, болеутоляющее, десенсибилизирующее, противоспастическое действие, стимулирует защитные силы организма и улучшает трофику тканей.
При проведении процедур УВЧ терапии конденсаторные пластины располагают параллельно поверхности тела пациента. Расстояние между малыми пластинами при их тангенциальном (т. е. на одной плоскости) расположении должно быть не менее их диаметра. Суммарная величина зазора (т. е. расстояние между телом пациента и конденсаторной пластиной) для первого и второго электрода не более 6 см. При малых зазорах плотность поля оказывается большей в поверхностных тканях по сравнению с глубокими. Для более равномерного воздействия на поверхностные и глубокие ткани зазор увеличивают.
Аппарат тщательно настраивают в резонанс. Размеры пластин должны соответствовать величине подвергаемого воздействию органа или участка тела. Процедуры продолжительностью от 5 до 20 мин. и более проводят два раза в день, ежедневно или через день, на курс лечения от 6 до 12 процедур, при необходимости курс лечения повторяют через 3—4 недели. УВЧ терапию проводят в положении больного сидя или лежа на деревянном кресле или кушетке через одежду больного. Наличие сухих гипсовых или марлевых повязок не служит препятствием для применения УВЧ терапии. Зазор создают с помощью сухих хлопчатобумажных тканей, войлока или фиксации пластин в заданном положении электрододержателями.
Клеточная мембрана
Рис. 2. Клеточная мембрана
На рис. 2 изображена модель живой клетки, через которую проходит переменное электрическое поле.
На ионы цитоплазмы действуют силы Кулона. Воздействуя на них переменным электрическим полем, в момент времени, когда вектор £ направлен вправо, сила Кулона смещает «+» ион вправо, а «-» ион влево (рис. 3) [3]. При смене направления вектора Е, положительно заряженный ион стремится влево, а отрицательный - вправо. Поскольку весь цикл движений одного иона происходит очень быстро
(зависит от используемой частоты в МГц), энергия колебаний ионов преобразуется в тепло и цитоплазма нагревается.
Рис. 3. Действие силы Кулона на ионы цитоплазмы
В целом, УВЧ применяется довольно широко, но облучение не совсем полезно. Воздействие УВЧ на поврежденные конечности, как правило, занимает около 15 минут. Исчезновение болевого синдрома и отека наблюдается через 7-8 дней.
Интенсификация УВЧ терапии постоянным магнитным полем. Представим модельно клетку в виде параллелепипеда (рис. 4), где
- В - индукция магнитного поля
- ~Е - переменное электрическое поле
Рис. 4. Модель клетки
Рассмотрим случай, когда линии магнитного поля направлены к нам, а вектор электрического поля вправо (рис. 5). Для этого будем считать, что клетка, изображеннная на рисунке 4, расположена к нам со стороны стрелки А, то есть смотрим мы на нее сверху. Под действием электрического поля (силы Кулона) возникает направленная скорость движения положительного иона вправо, а отрицательного -влево. Поскольку клетка подвергается еще и магнитному воздействию, на заряженный ион действуют силы Лоренца, направленные перпендикулярно силе Кулона. Направление сил Лоренца определяется мнемоническим правилом левой руки. В дальнейшем будем рассматривать грань аЪо! [9].
Рис. 5. Движение иона под воздействием силы Кулона и силы Лоренца
Рл = Чивф±В) (1)[6], ТК = ЧЕ= >и (2)[5],
Рл^К (3),
На рисунке 5 показано воздействие на ионы цитоплазмы следующих составляющих: постоянного электрического поля (В. - сила Кулона) и постоянного магнитного поля (Рл - сила Лоренца). Поскольку
Кулоновская сила перпендикулярна силе Лоренца, ион будет двигаться примерно по такой траектории, как на рис. 5.
При отсутсвии магнитного поля «+» ионы, которые были вблизи грани о!, давят на нее, а часть из них под действием силы Лоренца опускаются на грань а!. «-» ионы, те, что были вблизи грани аЬ, давят на нее, а часть из них приходится на грань а! (рис. 6) [7].
Рис. 6. Движение иона при отсутствии магнитного поля Вледствие чего возникают градиенты концентрации «+» и «-» в клетке при данном направлении Е [4].
Рис. 7. Градиенты концентрации «+» и «-» в клетке
На рис. 16 изображены градиенты концентрации:
- V С_ т - касательный градиент «-» ионов
- V С _п - нормальный градиент «-» ионов
- V С_ - суммарный градиент «-» ионов
- V С+т - касательный градиент «+» ионов
- V С+п - нормальный градиент «+» ионов
- V С+ - суммарный градиент «+» ионов
Рис. 8. Траектория движения ионов
Подобно процессам на рис. 5, под действием электрического поля (вектор направлен влево) возникает направленная скорость движения положительного иона влево, а отрицательного - вправо. Под действием сил Лоренца ионы движутся по траектории, показанной на рис. 8.
Рис. 9. Изменение траектории движения ионов
При изменении направления электрического поля, при отсутсвии магнитного поля «+» ионы, которые были вблизи грани аЬ, давят на нее, а часть из них под действием силы Лоренца опускаются на грань Ьс. «-» ионы, те, что были вблизи грани с! давят на нее, а часть из них приходится на грань Ьс.
Рис. 10. Градиенты концентрации « + » и «-» в клетке
Аналогично рис. 7, на рис. 10 изображены градиенты, изменившие свою ориентацию в связи с изменением направления электрического поля. Сравнивая рисунки 7 и 10, видим, что суммарный положительный градиент УС+ при изменении направления эп меняет свою ориентацию на противоположную. Подобно ведет себя отрицательный градиент VС_ . При наложении магнитного поля силовое поле действует на всю внешнюю мембрану, при этом:
- «+» ион двигается по часовой стрелке
- «-» ион двигается против часовой стрелки
Рис. 11. Суммарное движение ионов цитоплазмы за один цикл УВЧ Плюсы интенсификации [8, 9]:
- Примерно на 40 % снижается время болевого синдрома.
- На 40 % снижается время отека конечностей.
- Усиливается репарация (уменьшение времени восстановления мягких и костных тканей).
- Активизируются процессы ассоциации и диссоциации.
- Ускоряются биохимические процессы.
- Увеличивается проницаемость клеточной мембраны.
- Ускоряются процессы активного транспорта.
- Ускоряются процессы проникновения лекарственных средств внутрь клетки.
- Улучшаются процессы метаболизма и вывод продуктов метаболизма.
- Идет процесс разогревания цитоплазмы.
- Частицы цитоплазмы перемешиваются.
- Происходит силовое воздействие на все участки мембраны клетки и т. д.
Новый способ интенсификации УВЧ терапии - применение переменного магнитного поля
Помимо воздействия на клетку переменным электрическим полем [9], для усиления терапевтического эффекта используют воздействие переменным магнитным полем. Модель клетки схематично изображена на рис. 12. Клетка так же, как и раньше, рассматривается со стороны стрелки А.
Рис. 12. Модель клетки
Рассмотрим случай, когда линии магнитного поля направлены от нас. В этом случае на «+» и «-» ионы также будут воздействовать сила Лоренца (/л), направление которой определяется мнемоническим правилом левой руки. Тогда при воздействии электрического поля, направленного вправо, «+» и «-» ионы будут двигаться как на рис. 13. При электрическом поле, направленном влево, ионы под действием сил изменят направление как на рис. 14.
Рис. 13. Траектория движения ионов
и X X В х X
в*............- ^--'пф
/£г а > X '1
\ V
Е
Рис. 14. Траектория движения ионов
Рис. 15. Траектория движения ионов
Во время действия переменного электрического поля при постоянном магнитном поле, направленном от нас, как на рис. 15:
- «+» ион двигается против часовой стрелки
- «-» ион двигается по часовой стрелке ^^
Помимо преимуществ интенсификации, указанных выше (под рис. 11), при наложении переменного магнитного поля добавляется еще одно - усиление степени интенсификации за счет того, что положительные ионы двигаются по эллиптическим орбитам то по часовой стрелке, то против нее, а отрицательные то против часовой стрелки, то по часовой.
Рис. 16. Градиенты концентрации
Рис. 17. Градиенты концентрации
Литература
1. Кореневский Н. А., Попечителев Е. П., Серегин С. П. Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы - Курск: ОАО «ИПП «Курск», 2009. С. 714.
2. Захаров М. Ю., Захаров Ю. Б., Иванов В. Н., Овсепян А. В., Пыхалова Н. Е. Интенсификация УВЧ-терапии постоянным магнитным полем // Альманах клинической медицины. 2008. № 17-2. С. 186-188.
3. Пономаренко Г. Н., Турковский И. И. Биофизические основы физиотерапии: учебное пособие - М.: ОАО «Издательство «Медицина». 2006. С. 140.
4. Филиппов Е. С., Ткачук Е. А. Влияние электромагнитных полей на биологические объекты // Сибирский медицинский журнал (Иркутск) - 2001. - № 1 том 24. С. 15-18.
5. Иродов И. Е. Основные законы электромагнетизма 2-е, стереотип - М.:1991. С. 132.
6. Трофимова Т. И. Курс физики 11-е изд., стер. - М.: 2006. С. 218.
7. ХолодовЮ. А. Магнетизм в биологии. Научно-популярное издание. - Москва: Наука, 1970. С. 95.
8. Пат. № 2365391 Российская федерация, C1 МПК A61N5/00 (2006.01). Способ лечения переломов костей и окружающих их мягких тканей в посттравматический и послеоперационный периоды / Захаров Ю. Б., Веселовский Ю. А., Иванов В. Н., Овсепян А. В., Овсепян В. А., Захаров М. Ю., Пыхалова Н. Е.; заявитель и патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (ГОУ ВПО КГМУ Росздрава) - № 2008119306/14; заявл. 15.05.2008; опубл. 27.08.2009; БИ: 23/2010.
9. Захаров Ю. Б. Некоторые вопросы физики магнитотерапии. Материалы всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы физики, биофизики и информационных технологий», Краснодар. Июнь 2010.
10. Медицинская энциклопедия [Электронный ресурс]: URL: http://www.medical-enc.ru/19/uhf-therapy.shtml (дата обращения: 04.02.2016).
Modern ideas about the influence of risk factors on mortality of patients receiving hemodialysis treatment with concomitant metabolic syndrome Ahadov R.1, Gafarov I.2 (Republic of Azerbaijan) Современные представления о влиянии факторов риска на летальность больных, получающих лечение программным гемодиализом
с сопутствующим метаболическим синдромом Ахадов Р. Ф.1, Гафаров И. А.2 (Азербайджанская Республика)
'Ахадов Руфат Фархад оглы /Ahadov Rufat - врач, диссертант, медицинский отдел Министерства внутренних дел Азербайджанской Республики им. А. Гейдарова,
Республиканский госпиталь, кафедра нефрологии,
Азербайджанский государственный институт усовершенствования врачей им. А. Алиева; 2Гафаров Исмаил Адыль оглы / Gafarov Ismail - ассистент, кафедра медицинской физики и информатики, Азербайджанский медицинский университет, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: У 25,7 % больных, получающих лечение ПГД, был обнаружен МС. У этих больных было обнаружено: увеличение объема талии - '00 %, артериальная гипертензия - 72,0 %, сахарный диабет - 39,0 %, гипертриглицеридемия - 42,0 %, снижение уровня ХС ЛПВП - 35,0 %. Все 5 компонентов МС наблюдаются у 20,0 %, 4 - у 38,0 %, 3 - у 42 % больных.
Abstract: in 25.7 °%> ofpatients receiving treatment, PGD, MS was discovered. In these patients was found to increase the waist size '00 %, arterial hypertension 72,0 %, diabetes mellitus 39,0 %, hypertriglyceridemia - 42,0 %, lowered HDL cholesterol - 35,0 %. All 5 components of MS were observed in 20,0 %, 4th at 38,0 %, 3 - and 42 % of patients.
Ключевые слова: хроническая почечная недостаточность, гемодиализ, метаболический синдром, риск летальности.
Keywords: chronic kidney disease, hemodialysis, metabolic syndrome, risk mortality.
Существование МС не только увеличивает глобальный сердечно-сосудистый риск, но также оказывает отрицательное влияние на функцию почек [1, 2]. В свою очередь, перечисленные факторы, в отдельности или совместно, оказывая повреждающее действие на почки, могут стать причиной развития ТХПН [3].
Исследование влияния МС на результаты лечения программным гемодиализом (ПГД) остается очень актуальной проблемой. Цель.
Выявить изменения компонентов метаболического синдрома, сопутствующих программному гемодиализу, определить их влияние на результаты лечения и исследовать летальные исходы.
