Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Робота з УВЧ-апаратом

УВЧ-терапія - лікувальний метод, котрий використовує вплив електричного поля ультрависокої частоти (від ЗО до 300 МГц) на тканини організму.

Лікувальний фактор. Біологічні тканини знаходяться в електричному полі конденсатора, обкладинки якого - ізольовані пластини електродів. На ці пластини подається високочастотна напруга амплітудою декілька сотень вольт. Для уникнення електричного контакту пацієнта з електродами (і, як наслідок, виникнення УВЧ-струму провідності) електроди вкриті ізолюючим шаром діелектрика. Основним діючим фактором при цьому є струми зміщення, що виникають у біологічних тканинах під впливом електричного поля змінної напруженості Е:

Механізм прогріву тканин. Струм зміщення існує, якщо напруженість електричного поля змінюється з часом. При збільшенні частоти (а, отже і швидкості зміни Е) струм зростає. Величина струму зміщення суттєво залежить від типів зарядів, які знаходяться в електричному полі (іонів, диполів, мультиполів тощо), і особливостей їх поведінки у змінному електричному полі.

Прогрів електроліту. У змінному електричному полі напруженості іони електролітів зміщуються у напрямку дії кулонівської сили Якщо вважати, що сила, так само як і напруженість, змінюється за гармонічним законом, то можна припустити, що іон здійснює коливально-поступальний рух відносно положення рівноваги (див. мал. 3.4).

Мал. 3.4.

Кінетична енергія коливальної системи (іон + гідратна оболонка) залежить від частоти й амплітуди коливань , величина амплітуди коливання залежить від маси системи та в'язкості середовища. Врахувавши, що кінетична енергія одиниці об'єму рідини дорівнює сумі енергій усіх частинок об'єму, можна показати, що кількість теплоти, яка була виділена в одиниці об'єму за одиницю часу, визначається за формулою:

де - концентрація іонів, - коефіцієнт пропорційності. Із цієї формули видно, що результуючий ефект нагрівання залежить від частоти складним чином - при збільшенні з одного боку, збільшується пропорційно квадрату частоти з другого боку, із збільшенням частоти зменшується амплітуда коливань і, як наслідок, зменшується кінетична енергія. Якісний аналіз показує, що набуває максимальне значення (мал. 3.4б) у деякому інтервалі частот

Прогрів діелектрика (вважаємо, що молекули діелектрика мають власний дипольний момент ). Полярні молекули (молекули води, білків, ліпідів тощо) v змінному електричному полі під впливом моменту сил здійснюють коливально-обертальний рух відносно осі, яка проходить через центр маси молекули (див. мал. 3.4а).

Кінетична енергія системи у цьому випадку може бути оцінена за частотою обертання і моментом інерції молекули (точний розрахунок досить складний тому, що необхідно враховувати міжмолекулярні сили взаємодії). Приблизну величину для даного випадку можна оцінювати за струмами зміщення, які виникають у діелектрику за рахунок орієнтаційних (коливально-обертальних) рухів диполя:

де - коефіцієнт пропорційності, тобто для діелектрика, який знаходиться в однорідному полі конденсатора, величина визначається за формулою (3.3).

Отже, прогрівання діелектрика буде залежати від амплітуди напруженості, діелектричних властивостей середовища та частоти. Кількісно залежність прогріву діелектрика від частоти описує крива, яка подібна до наведеної на мал. 3.4б, але максимум зміщений в бік більш високих частот.

Кількість виділеної теплоти в окремих структурах, ділянках тканини буде залежати від співвідношення об'ємів, які займають електроліти або дипольні діелектрики.

Окрім теплового впливу на тканини, електричне УВЧ-поле чинить високоефективну специфічну дію на зміни певних біохімічних процесів у клітині за рахунок коливальної і коливально-обертальної дії на молекулярні структури, що в кінцевому результаті призводить до змін швидкості метаболічних реакцій і функцій клітинних структур і органів у цілому.

Мал. 3.5. Спрощена схема УВЧ-апарата.

Апарат для УВЧ-терапії. Спрощена схема приладу зображена на мал. 5.5. Основні частини приладу: ламповий генератор з контуром що налагоджений на частоту контур зворотного зв'язку для керування роботою ламп. Потужність електричних коливань регулюється напругою на аноді ламп (перемикач П - "потужність" у блоці живлення (БЖ) змінює напругу на виході блоку живлення). При збільшенні анодної напруги змінюється амплітуда коливань у контурі генератора.

Завдяки індуктивному зв'язку електромагнітні коливання через проміжний контур ПК передаються у контур пацієнта Такий зв'язок забезпечує безпеку пацієнта по відношенню до низькочастотної напруги у колах генератора УВЧ.

Контур пацієнта складається з котушки індуктивності і змінної ємності С (перемикач - "налагодження"). В ємність контуру пацієнта входить також і міжелектродна ємність Зняття максимальної потужності з контуру генератора досягається при виконанні умов резонансу, тобто при

Ємність терапевтичного контуру або контуру пацієнта (КП) змінюється при кожній процедурі (у поле конденсатора вводяться різні частини тіла пацієнта). Змінюючи величину С, можна постійно підтримувати резонанс, при якому відбувається максимальна передача електромагнітної енергії контуру тканинам пацієнта.

Ступінь налагодження терапевтичного контуру у резонанс з коливальним контуром генератора визначається за яскравістю лампочки або за відхиленням стрілки індикатора на панелі приладу.

Перемикачі керування потужністю (П - "потужність"), налагодження (С - "налагодження"), а також компенсатора падіння напруги кола живлення приладу ("мережа"), винесені на передню панель приладу. Зміна положення перемикача компенсатора змінює кількість витків у силовому трансформаторі і, відповідно, напругу на виході блока живлення.

Завдання до лабораторної роботи

Завдання 1. Вивчити будову апарата УВЧ-66 і підготувати його до роботи.

Зовнішній вигляд передньої панелі апарата приведено на мал. 3.6:

1 - вмикач електричного кола і регулятор вхідної напруги;

2 - кнопка індикації величини вхідної напруги;

3 - регулятор потужності УВЧ-випромінювання;

4 - регулятор налагодження кола пацієнта;

5 — індикатор налагодження з червоним сектором для регулювання вхідної напруги.

Увімкніть апарат у мережу. Натисніть кнопку індикації і регулятором вхідної напруги встановіть стрілку індикатора апарата в центрі червоного сектора.

Мал. 3.6. Зовнішня панель УВЧ-66.

Прогрійте апарат протягом 3-5 хвилин. Встановіть потужність Спочатку налагодьте апарат за максимальним відхиленням стрілки, перевірте налагодження за яскравістю розряду неонової лампочки.

Завдання 2. Дослідження зміни температури прогрівання дистильованої води і розчину електроліту в УВЧ-пот.

Розташуйте між електродами апарата склянки з дистильованою водою і розчином кам'яної солі. Налагодьте апарат за максимальним відхиленням стрілки. Через кожні п'ять хвилин вимірюйте температуру води і розчину. Дані занесіть до таблиці.

Примітка. Уважно слідкуйте за положенням стрілки індикатора у процесі прогріву. Резонанс в колі може порушуватись і потрібна постійна корекція.

Оформлення роботи. У протоколі повинно бути: а) стислий опис фізичної суті лікувального методу УВЧ-терапії; б) спрощена схема УВЧ-апарату з переліком основних блоків; в) таблиця вимірювань температури і графік її зміни з часом; г) висновок про механізми прогріву рідин.

Контрольні запитання і задачі

1. Вкажіть діапазон зміни частот ЕМП для УВЧ-, НВЧ- і КВЧ-тера-пій. Чому дорівнює частота електромагнітних коливань, які генеруються УВЧ-апаратом?

2. Що таке струм зміщення? Який механізм прогріву струмами зміщення діелектриків і електролітів? Які з цих речовин прогріваються більш ефективно?

3. Чому ефективність прогріву речовини залежить від частоти?

4. Чому дія ультрависокочастотного поля не викликає ефекту подразнення, який притаманний НЧ-полю?

5. З яких основних блоків складається УВЧ-апарат?

6. Яким чином змінюється потужність генератора УВЧ-коливань?

7. Що значить "налагодити" УВЧ-аппарат? Чому в момент налагодження яскравість неонової лампочки або відхилення стрілки максимальні?

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Специфічна дія ЕМП на біологічні тканини	\|	Ультразвуковий терапевтичний апарат

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.