Электрический ток высокой частоты. Закалка металлов токами высокой частоты. Противопоказаниями к приему на работу с токами высокой являются

Токами высокой частоты (ТВЧ) принято считать токи, для которых не выполняется условие квазистационарности, следствием чего является сильно выраженный скин-эффект. По этой причие протекает по поверхности проводника, не проникая в его объём. таких токов превышает 10000 Гц.

Чтобы получить токи с частотой более нескольких десятков килогерц используются электромашинные генераторы, в состав которых входит статор и ротор. На их обращённых друг к другу поверхностях есть зубцы, из-за взаимного перемещения которых возникает пульсация магнитного поля. Итоговая получаемого на выходе тока равна произведению частоты вращения ротора на число зубцов на нём.

Также для получения ТВЧ используются колебательные контуры, например, электрическая цепь, в составе которой имеется индуктивность и ёмкость. Чтобы получить ТВЧ частоты в миллиарды герц, применяются установки с полым колебательным контуром (ЛОВ, ЛБВ, клистрон).

Если проводник разместить в магнитном поле катушки, в которой течёт высокой частоты, то в проводнике возникнут большие вихревые токи, которые будут нагревать его. Температуру и интенсивность нагрева можно регулировать, изменяя в катушки. Благодаря этому свойству ТВЧ используют во многих областях человеческой деятельности: в индукционных печах, в металлургии для поверхностной закалки деталей, медицине, сельском хозяйстве, в бытовых приборах (микроволновые печи, различные устройства для приготовления пищи), радиосвязи, радиолокации, в телевидении и др.

Примеры использования токов высокой частоты

С помощью ТВЧ в индукционных печах можно расплавлять любые металлы. Преимущество этого вида выплавки заключается в возможности выплавки в условиях полного вакуума, когда исключается контакт с атмосферой. Это даёт возможность производить сплавы, чистые по неметаллическим включениям и ненасыщенные газами (водородом, азотом).

На закалочных станках с помощью ТВЧ удаётся выполнять закалку стальных изделий только в поверхностном слое из-за скин эффекта. Это даёт возможность получить детали с твёрдой поверхностью, способные сопротивляться значительным нагрузкам и в то же время без снижения износостойкости и пластичности, поскольку сердцевина остаётся мягкой.

В медицине токи высокой частоты уже давно применяются в приборах УВЧ, где с помощью нагрева диэлектрика осуществляется прогревание каких-либо органов человека. ТВЧ даже очень большой силы тока безвредны для человека, поскольку протекают исключительно в самых поверхностных слоях кожи. Также в медицине используются электроножи, основанные на ТВЧ, с помощью которых «заваривают» кровеносные сосуды и разрезают ткани.

Погрузите палку в пруд. Уровень воды должен повыситься. Но это повышение настолько ничтожно, что обнаружить его трудно. А если попеременно погружать палку в воду и вытаскивать ее, то по воде побегут волны. Они заметны на значительном расстоянии от места возникновения. Такое механическое движение воды можно сравнить с электромагнитными явлениями. Вокруг проводника с постоянным током возникает постоянное электромагнитное поле. Обнаружить его вдали от токонесущего проводника трудно.

Но если по проводнику пропускать переменный электрический ток, то и электромагнитные силы вокруг проводника будут все время меняться, т. е. электромагнитное поле вокруг него будет волноваться. От проводника с переменным током бегут электромагнитные волны.

Расстояние между двумя ближайшими гребнями волн на пруду - это длина волны. Ее обозначают греческой буквой λ (ламбда). Время, за которое какой-либо участок волнующейся поверхности воды поднимается, опускается и вновь возвращается к своему начальному положению - это период колебания - Т . Обратную величину называют частотой колебаний и обозначают буквой f . Частоту колебаний измеряют в периодах в секунду. Единица измерения частоты колебаний, соответствующая одному периоду в секунду, названа герц (гц) - в честь Генриха Рудольфа Герца (1857 - 1894), знаменитого исследователя колебаний и волн (1 тыс. герц=1 килогерц, 1 млн. герц= 1 мегагерц).

Скорость волн (с ) - то расстояние, на которое волны распространяются за одну секунду. За время одного периода Т волновое движение успевает распространиться как раз на длину одной волны X. Для волнового движения справедливы следующие соотношения:

с Т = λ; с / f = λ

Эти соотношения между частотой колебаний, длиной волны и скоростью движения волн верны не только для волн на воде, но и для любых колебаний и волн.

Необходимо сразу же подчеркнуть одно свойство электромагнитных колебаний. Когда они распространяются в пустом пространстве, то, какова бы ни была их частота, какова бы ни была длина волны, скорость их распространения всегда одна и та же -300 тыс. км/сек. Видимый свет - это один из видов электромагнитных колебаний (с длиной волны от 0,4 до 0,7 миллимикрона и частотой 10 14 - 10 15 гц). Скорость распространения электромагнитных волн - это скорость света (3 10 10 см/сек).

В воздухе и в других газах скорость распространения электромагнитных колебаний лишь немного меньше, чем в пустоте. А в различных жидких и твердых средах она может быть в несколько раз меньше, чем в пустоте; кроме того, здесь она зависит от частоты колебаний.

Излучение и излучатели

Мы живем в мире электромагнитных колебаний. И солнечный свет, и загадочные потоки космических лучей, падающих на Землю из межзвездных пространств, и тепло, испускаемое жарко натопленной печью, и электрический ток, циркулирующий в силовых сетях, - все это электромагнитные колебания. Все они распространяются в виде волн, в виде лучей.

Всякий предмет, всякое тело, порождающее волны, называют излучателем. Палка, которой болтают в пруду, - это излучатель водяных волн. Вода оказывает сопротивление ее движению. Чтобы двигать палку, надо затрачивать мощность. Эта передаваемая воде мощность численно равна произведению квадрата скорости движения палки на сопротивление движению. Частично эта мощность превращается в тепло - идет на нагревание воды, а частично идет на образование волн.

Можно сказать, что полное сопротивление, испытываемое палкой, - это сумма двух сопротивлений: одно из них - сопротивление теплообразования, а другое - сопротивление волнообразования - сопротивление излучения, как его принято называть.

Такие же закономерности и у электромагнитных явлений. Мощность, которую расходует в проводнике электрический ток, равна произведению сопротивления проводника на квадрат тока в нем. Если взять ток в амперах, а сопротивление в омах, то мощность получится в ваттах.

В электрическом сопротивлении любого проводника (как и в механическом сопротивлении воды движению палки) можно различить две составляющие: сопротивление теплообразования - омическое сопротивление и сопротивление излучения - сопротивление, вызванное образованием вокруг проводника электромагнитных волн, уносящих с собой энергию.

Возьмем, например, электрическую нагревательную плитку, для которой омическое сопротивление равно 20 ом, а ток - 5 а. Мощность, превращаемая в этой плитке в тепло, будет равна 500 вт (0,5 кВт). Чтобы вычислить мощность волн, бегущих от излучателя, надо помножить квадрат тока в проводнике на сопротивление излучения этого проводника.

Сопротивление излучения находится в сложной зависимости от формы проводника, от его размеров, от длины излучаемой электромагнитной волны. Но для одиночного прямолинейного проводника, во всех точках которого идет ток одного и того же направления и одинаковой силы, сопротивление излучения (в омах) выражается относительно простой формулой:

R изл =3200(l/λ) 2

Здесь l - длина проводника, а λ - длина электромагнитной волны (эта формула справедлива при l значительно меньших, чем λ ).

При ориентировочных прикидках эту формулу можно применять для любых электротехнических конструкций, любых машин и аппаратов, например для нагревательной плитки, в которой провод не прямолинеен, а свернут в спираль, уложенную зигзагом. Но в качестве l в формулу сопротивления излучения надо подставлять не полную длину проводника, а один из приведенных размеров рассматриваемой конструкции. Для нагревательной плитки l приблизительно равно поперечнику плитки.

На центральных электростанциях вырабатывается переменный ток с частотой 50 гц. Этому току соответствует электромагнитная волна длиной в 6 тыс. км. Не только электрическая плитка, но и самые крупные электрические машины и аппараты и даже дальние линии электропередачи имеют размеры l во много раз меньшие, нежели длина этой электромагнитной волны. Сопротивление излучения самых крупных электрических машин и аппаратов для тока с частотой 50 гц измеряется ничтожными долями ома. Даже при токах в тысячи ампер излучаются мощности меньше одного ватта.

Поэтому в практике при применении промышленного тока с частотой 50 гц не приходится учитывать его волновые свойства. Энергия этого тока крепко «привязана» к проводам. Для подключения потребителя (ламп, печей, двигателей и т. д.) необходим непосредственный контакт с токонесущими проводами.

С повышением частоты тока длина электромагнитной волны уменьшается. Например, для тока с частотой 50 Мгц она равна 3 м. При такой волне даже проводник небольших размеров может иметь значительное сопротивление излучения и при относительно небольших токах излучать значительные количества энергии.

По уточненным расчетам проводник длиной в полволны (l=λ/2) имеет сопротивление излучения R изл. около 73 ом. При токе, скажем, 10 а излучаемая мощность будет 7,3 кВт. Проводник, способный излучать электромагнитную энергию, называют антенной. Этот термин был заимствован электриками в конце прошлого века из энтомологии, - антенной называется усик-щупальце у насекомых.

У истоков радиотехники

Электромагнитные колебания, совершающиеся с частотой в миллион миллиардов герц, наше зрение ощущает как свет. В тысячу раз более медленные колебания могут ощущаться кожей как тепловые лучи.

Электромагнитные колебания, частота которых находится в пределах от нескольких килогерц до тысяч мегагерц, не воспринимаются органами чувств, но они имеют большое значение в нашей жизни. Эти колебания способны распространяться, как и свет и тепло, в виде лучей. По-латыни слово «луч» - «радиус». От этого корня и образовано слово «радиоволны». Это колебания, порождаемые токами высокой частоты. Основное, важнейшее их применение - беспроволочная телеграфная и телефонная связь. Впервые в мире беспроволочную передачу сигналов радиоволнами практически осуществил русский ученый Александр Степанович Попов. 7 мая (25 апреля) 1895 г. на заседании физического отделения Русского физико-химического общества он продемонстрировал прием радиоволн.

В наше время с помощью радио можно установить беспроволочную связь между любыми точками земного шара. Возникли новые отрасли высокочастотной техники - радиолокация, телевидение. Радиотехника стала применяться в различных отраслях промышленности.

Обзор высокочастотной техники правильно начинать с методов получения переменных токов высокой частоты.

Самый старый и наиболее простой способ получения высокочастотных электромагнитных колебаний - это разряд конденсатора через искру. Первые радиопередатчики А. С. Попова имели искровые генераторы с такими простейшими разрядниками в виде двух шаров, разделенных воздушным промежутком.

Машинный генератор тока повышенной частоты.

В начале нашего столетия появились усовершенствованные искровые разрядники, которые давали высокочастотные колебания мощностью до 100 кВт. Но в них были велики потери энергии. В настоящее время есть более совершенные источники токов высокой частоты (ТВЧ).

Для получения токов с частотой до нескольких килогерц обычно применяют машинные генераторы. Такой генератор состоит из двух основных частей - неподвижного статора и вращающегося ротора. Обращенные друг к ДРУГУ поверхности ротора и статора зубчатые. При вращении ротора взаимное перемещение этих зубцов вызывает пульсацию магнитного потока. В рабочей обмотке генератора, уложенной на статоре, возникает переменная электродвижущая сила (э.д.с.). Частота тока равна произведению числа зубцов ротора на число его оборотов в секунду. Например, при 50 зубцах на роторе и скорости его вращения в 50 об/сек получается ток-частотой 2500 гц.

В настоящее время выпускаются машинные генераторы ТВЧ мощностью до нескольких сотен киловатт. Они дают частоты от нескольких сотен герц до 10 кгц.

Один из наиболее распространенных современных способов получения ТВЧ - это применение колебательных контуров, соединенных с электрическими управляемыми вентилями.

Переменным называют ток, периодически меняющийся по величине и направлению. В течение одного колебания сила тока нарастает до максимума, затем спадает до нуля, меняя направление на обратное, снова нарастает до максимума и опять достигает нулевого значения.

Отрезок времени (Т), в течение которого происходит одно колебание, называется периодом. Величина, обратная периоду, т. е. 1/Т, носит название частоты. Если период

Т выражен в секундах, то частота - это количество колебаний в секунду. Частота, соответствующая одному колебанию в секунду, принята за единицу и в честь физика Herz получила название герц (гц).

Если колебание совершается по закону синуса, то графическим изображением колебательного процесса является синусоида. Такие колебания получили название гармонических.

При прохождении переменного тока по проводнику вокруг последнего возникают электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве во всех направлениях; они образуют электромагнитные волны. Электромагнитные волны распространяются в пустоте со скоростью света - 300 000 км/сек (3*10 10 см/сек), а в различных средах с несколько меньшей скоростью.

Расстояние, которое проходит электромагнитная волна за время одного периода, называют длиной волны.

В настоящее время электромагнитные волны так называемой радиочастоты делят на длинные - 3000 м и больше, средние - от 3000 до 200 м, промежуточные - от 200 до 50 м, короткие - от 50 до 10 м, ультракороткие - менее 10 л, а последние на метровые - от 10 до 1 м, дециметровые - от 1 м до 10 см и сантиметровые - от 10 до 1 см.

Токи любой частоты, в том числе высокой, получают с помощью колебательного контура, который состоит из конденсатора (электрической емкости - С) и индуктивности (проволочной катушки - L, при токах высокой частоты без железного сердечника).

Если конденсатору колебательного контура сообщить заряд, то он начинает разряжаться через индуктивность: при этом вокруг нее за счет энергии тока возникает магнитное поле. Когда конденсатор полностью разрядится, ток должен прекратиться, но по мере того, как ток ослабевает, энергия магнитного поля, накопленная в индуктивности, переходит обратно в ток того же направления; в результате конденсатор снова зарядится, но знак заряда на его обкладках изменится на обратный. Получив заряд, конденсатор снова начинает разряжаться через индуктивность, но ток его разрядки будет уже противоположного направления. Прохождение тока через индуктивность будет снова сопровождаться возникновением магнитного поля, энергия которого по мере ослабления разрядного тока будет переходить в энергию наведенного тока того же направления. Обкладки конденсатора окажутся снова заряженными, и заряд их будет того же знака, что и вначале. Энергия, накопленная теперь в конденсаторе, меньше первоначальной, так как часть ее уходит на преодоление омического сопротивления контура. Идя сначала в одном направлении, а затем в обратном, ток разрядки конденсатора совершает одно колебание.

Получив снова заряд, хотя и меньший первоначального, конденсатор снова начнет разряжаться через индуктивность. С каждым колебанием амплитуда тока будет уменьшаться. Это будет продолжаться до тех пор, пока вся энергия, накопленная в конденсаторе, не израсходуется на преодоление омического сопротивления контура и частично на излучение электромагнитных волн - возникает группа затухающих колебаний. Для того чтобы колебания были малозатухающими или незатухающими, необходимо периодически подавать энергию в колебательный контур, восполнять ее потери. В современных медицинских аппаратах высокой частоты это осуществляется с помощью электронных ламп, применяемых в генераторных схемах.

Наиболее простой генераторной лампой является триод. Он имеет 3 электрода: катод, управляющую сетку и анод. При накале катод выделяет электроны. Если подать на анод положительный потенциал, а на катод отрицательный, то между анодом и катодом возникает электрическое поле, под влиянием которого отрицательно заряженные электроны притягиваются к аноду, имеющему положительный потенциал. Проникая между витками управляющей сетки, расположенной между катодом и анодом, электроны достигают анода, в результате чего в цепи анода проходит ток. Управляющая сетка расположена ближе к катоду и оказывает на электроны более сильное воздействие, чем анод. Когда на управляющей сетке имеется положительный потенциал, движение электронов ускоряется - в единицу времени большее число их попадает на анод, ток усиливается; когда же на сетке имеется отрицательный потенциал, она отталкивает электроны, не пропуская их к аноду - анодный ток становится слабее.

Триод имеет ряд недостатков, а это заставило перейти к более совершенным лампам - тетродам, лучевым тетродам, пентодам и др. Эти лампы применяют в медицинских высокочастотных генераторах, работающих на самовозбуждении с обратной связью.

Анодный ток, проходящий в цепи генераторной лампы, заряжает конденсатор колебательного контура, что ведет к возникновению электрических колебаний в анодном колебательном контуре. Колебания тока создают в катушке индуктивности колебательного контура переменное магнитное поле, силовые линии которого пересекают витки рядом расположенной катушки индуктивности управляющей сетки, наводя на ней переменные потенциалы. В результате этого колебательный контур в цепи анода через связь с сеткой лампы начинает управлять питающим его анодным током. Такая связь называется обратной. При наличии обратной связи (если включить питание в генератор) в анодном колебательном контуре возникают колебания, генератор самовозбуждается. Таков принцип работы генератора на самовозбуждении.

Практически в аппаратах высокой и ультравысокой частоты устройство колебательного контура значительно сложнее. В аппаратах высокой частоты первоначально колебания возникают в маломощном задающем генераторе. Возникающие в нем колебания передаются обычно индуктивным путем в промежуточный усилитель, а затем в выходной усилитель, собранный на более мощных лампах. Принцип усиления заключается в том, что колебания с предыдущего контура поступают на управляющие сетки более мощных ламп последующего контура, что ведет к увеличению мощности колебаний.

Терапевтический контур, который служит для проведения лечебной процедуры, связан с предыдущим контуром, который обычно представляет собой выходной усилитель только индуктивно, чтобы обезопасить больного от высокого напряжения, под которым находятся предыдущие контуры.

Все контуры должны быть настроены в резонанс, т. е. на одну и ту же частоту. При этом переход энергии из одного контура в другой осуществляется наиболее полно.

Раньше для получения токов высокой частоты пользовались искровыми генераторами. В настоящее время они сняты с производства, так как не генерируют стабильной частоты, что создает радиопомехи.

Всякому электрическому току, в том числе высокочастотному, свойственно тепловое действие. Это тепло возникает внутри тканей, а потому получило название эндогенного в отличие от экзогенного, когда тепло проникает в ткани снаружи, как это происходит при воздействии лечебной грязи, парафина, грелки.

Для того чтобы понять причину появления тепла внутри тканей при токах высокой частоты, необходимо разобрать механизм их прохождения через ткани. В тканевых жидкостях и внутри клеток имеются ионы, преимущественно натрия и хлора, на которые диссоциирует основная соль, содержащаяся в организме, - хлористый натрий. Кроме ионов натрия и хлора, в организме в меньшем количестве присутствуют и другие ионы (кальция, магния, фосфора и т. п.), а также содержатся белковые молекулы, несущие на себе электрический заряд.

Кроме заряженных частиц, в тканях организма находятся полярные молекулы (диполи), у которых электрические заряды внутри молекулы смещены и можно различать два полюса - положительный и отрицательный. К дипольным молекулам (диполям) относятся, в частности, молекулы воды.

При подведении к тканям организма высокочастотного напряжения в них в пространстве между электродами возникает высокочастотное электрическое поле. Под его влиянием все заряженные частицы приходят в движение: отрицательные направляются к положительному, положительные - к отрицательному полюсу. Дипольные молекулы начинают поворачиваться вдоль поля, чтобы отрицательным полюсом быть обращенными в сторону положительно заряженного, положительным - в сторону отрицательно заряженного электрода.

Едва ионы и другие заряженные частицы успеют сдвинуться с места, как меняется направление электрического поля, что заставляет их изменить направление движения на обратное. С каждым периодом высокочастотного тока процесс этот будет повторяться. Заряженные частицы начнут колебаться с очень малой амплитудой около среднего положения с частотой колебаний высокочастотного тока. Такой ток, при котором возникает движение заряженных частиц, в данном случае колебательное, носит название тока проводимости.

При своих колебательных движениях заряженные частицы встречают сопротивление как при столкновении друг с другом, так и с окружающими частицами тканей, что сопровождается образованием тепла. Поворот дипольных молекул тоже встречает сопротивление со стороны окружающих частиц и сопровождается выделением тепла (так называемые диэлектрические потери). Поворот в высокочастотном электрическом поле диполей, несущих на концах заряды, носит название тока смещения (поляризации). Ткани человеческого тела обладают электрической емкостью и омическим сопротивлением, включенными параллельно, что схематически представлено на рис. 40. Индуктивное сопротивление у тканей практически отсутствует.

Клеточные мембраны являются диэлектриками, хотя и несовершенными, а межтканевые жидкости и протоплазма клеток имеют ионную проводимость. В результате возникают микроскопические конденсаторы (два проводника, разделенные слоем диэлектрика). Общая емкость человеческого тела довольно значительна и составляет 0,01-0,02 мкф.

При относительно небольших частотах (для токов высокой частоты до нескольких миллионов герц в секунду) преобладает ионная электропроводность, возникает ток проводимости, при больших же частотах (несколько десятков миллионов герц) увеличивается ток поляризации. При сверхвысоких частотах, превышающих 1 млрд. гц, ток поляризации возрастает еще больше, выраженнее становятся явления, которые относят за счет осцилляторного (колебательного) действия токов высокой частоты; к ним принадлежат физико-химические сдвиги, в частности увеличение дисперсности белков. Ионный состав и число полярных молекул в разных тканях отличаются друг от друга, поэтому при одной и той же частоте, а следовательно, и длине волны в тканях будет возникать неодинаковое количество тепла. Фактически будут греться все ткани, хотя несколько больше та, для которой длина волны ближе лежит к селективной (избирательной). По Н. Н. Малову, избирательной для мышц является длина волны 2,1 м, для крови - 2,6 м, для кожи - 6 м, для печени - 5,5 м, для мозга - 11 м, для жира - 35 м. Следует отметить, что частота и соответственно длина волны колебаний, генерируемых современными медицинскими аппаратами высокой частоты, не являются достаточно селективными для тканей человеческого тела. Несмотря на это, различие в нагревании тканей проявляется в той или иной степени. Вследствие очень малого сдвига ионов от среднего положения во время колебательных движений не происходит выраженного изменения концентрации ионов на границе клеточных мембран как вне, так и внутри клетки; этим можно объяснить отсутствие раздражающего действия высокочастотного тока на ткани.

Болевая чувствительность при действии токов высокой частоты уменьшается, что в основном не зависит от возникающего тепла, а является результатом осцилляторного колебательного эффекта токов высокой частоты. Возможно, что при этом нарушается связь между элементами нервного окончания, воспринимающего боль, что ведет к понижению его возбудимости; чем выше частота тока, тем более выражено его болеутоляющее действие.

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Кемеровский профессионально-технический техникум

Токи высокой частоты .

Подготовили: преподаватели физики

Щербунова Евгения Олеговна и

Колабина Галина Алексеевна

г. Кемерово

Что такое токи высокой частоты?

Токи с частотой выше 10000 Гц называют токами высокой частоты (ТВЧ). Их получают с помощью электронных устройств.

Если поместить проводник внутрь катушки, по которой течет ток высокой частоты, то в проводнике возникнут вихревые токи. Вихревые токи нагревают проводник. Скорость нагрева и температуру легко регулировать, меняя ток в катушке.

В индукционной печи можно плавить самые тугоплавкие металлы. Для получения особо чистых веществ плавку можно вести в вакууме и даже без тигля, подвесив расплавленный металл в магнитном поле. Высокая скорость нагрева очень удобна при прокатке и ковке металла. Подбирая форму катушек, можно вести пайку и сварку деталей при наилучшем температурном режиме.

Индукционная плавильная печь

Ток i, текущий по проводнику, создает магнитное поле B. На очень высоких частотах становится заметным влияние вихревого электрического поля Е, порождаемого изменением поля В.

Влияние поля Е усиливает ток на поверхности проводника и ослабляет в середине. При достаточно большой частоте ток течет только в поверхностном слое проводника.

Метод поверхностной закалки стальных изделий придумал и предложил российский ученый В. П. Вологдин. На высокой частоте индукционный ток нагревает только поверхностный слой детали. После быстрого охлаждения получается нехрупкое изделие с твердой поверхностью.

Закалочный станок

Подробнее смотрите здесь: Индукционные нагревательные и закалочные установки

Действие токов высокой частоты на диэлектрики

На диэлектрики действуют высокочастотным электрическим полем, помещая их между пластинами конденсатора. Часть энергии электрического поля расходуется при этом на нагрев диэлектрика. Нагрев с помощью ТВЧ особенно хорош, если теплопроводность вещества мала.

Высокочастотный нагрев диэлектриков (диэлектрический нагрев) широко применяется для сушки и склейки древесины, для производства резины и пластмасс.

Токи высокой частоты в медицине

УВЧ-терапия - это диэлектрический нагрев тканей тела. Смертельно опасен для человека постоянный и низкочастотный ток свыше нескольких миллиамперов. Ток высокой частоты (≈ 1 МГц), даже при силе 1 А, вызывает только разогрев тканей и используется для лечения.

"Электронож" - высокочастотный аппарат, широко применяется в медицине. Он разрезает ткани и "заваривает" кровеносные сосуды.

Прочие применения токов высокой частоты

Зерно, обработанное перед посевом ТВЧ, заметно повышает урожайность.

Индукционный нагрев газовой плазмы позволяет получить высокие температуры.

Поле частотой 2400 МГц в микроволновой электропечи варит суп прямо в тарелке за 2-3 минуты.

На изменении параметров колебательного контура при поднесении катушки к металлическому предмету основано действие миноискателя.

Токи высокой частоты применяются также для радиосвязи, телевидения и радиолокации.

Список источников:

1. Дмитриева, В.Ф. Физика: учебник для студенческих общеобразовательных учреждений среднего профессионального образования [Текст] / В.Ф. Дмитриева. –6-е издание. стереотип. – М.: Издательский центр Академия, 2005. - 280-288.

Интернет-ресурсы:

Единое окно доступа к образовательным ресурсам [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http :// window . edu . ru / window , свободный. - Загл. с экрана. - (Дата обращения: 11.11.2014).

Электронно-библиотечная система «КнигаФонд» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.knigafund.ru/, для доступа к информ. ресурсам требуется авторизация. - Загл. с экрана. - (Дата обращения: 11.11.2014).

Портал естественных наук » [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://e-science.ru/physics , свободный. - Загл. с экрана. - (Дата обращения: 11.11.2014).­­­­­

МОТИВАЦИЯ

Наиболее перспективным направлением современной физиотерапии следует считать дальнейшее совершенствование импульсных ритмических воздействий при лечении различных патологических состояний, так как импульсные воздействия в определённом заданном режиме соответствуют физиологическим ритмам функционирующих органов и их систем.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ

Научиться использовать для лечения заболеваний методики:

Электросна;

Транскраниальной электроаналгезии;

Короткоимпульсной электроаналгезии;

Диадинамотерапии;

Электродиагностики;

Электростимуляции и электропунктуры.

ЦЕЛЕВЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Понимать сущность физиологического действия импульсных токов низкой частоты. Уметь:

Определить показания и противопоказания к применению импульсных токов низкой частоты;

Выбирать адекватный вид лечебного воздействия;

Самостоятельно назначать процедуры;

Оценивать действие импульсных токов на организм больного.

Изучить принципы работы аппаратов «Электросон-5», «ЛЭНАР», «Тонус-3», «Миоритм».

БЛОК ИНФОРМАЦИИ

Импульсные методики воздействия физическими факторами - наиболее адекватные раздражители для организма, и при нарушенных функциях их терапевтическое воздействие наиболее эффективно. Основные преимущества импульсных методик физиотерапии:

Избирательность действия;

Возможность более глубокого воздействия;

Специфичность;

Отсутствие быстрого привыкания тканей к физическому фактору;

Терапевтическое воздействие при наименьшей нагрузке на организм.

Импульсные токи состоят из ритмически повторяющихся кратковременных изменений электрического напряжения или силы тока. Возможность использования импульсного тока для стимулирующего действия на различные органы, ткани и системы организма основана на природе электрических импульсов, имитирующих физиологический эффект нервных импульсов и вызывающих реакцию, подобную естественному возбуждению. В основе действия электрического тока лежит движение заряженных частиц (ионы тканевых электролитов), в результате чего обычный состав ионов по обе стороны клеточной мембраны изменяется и в клетке развиваются физиологические процессы, вызывающие возбуждение.

О возбудимости можно судить по наименьшей силе раздражителя, необходимой для возникновения рефлекторной реакции, или по пороговой силе тока, или по пороговому сдвигу потенциала, достаточному для возникновения потенциала действия. Говоря о возбудимости, используют такие понятия, как реобаза и хронаксия. Эти понятия были введены в физиологию в 1909 году Л. Лапиком, изучавшим наименьший (пороговый) эффект возбудимых тканей и определившим зависимость между силой тока и длительностью его действия. Реобаза (от греч. «rheos» - течение, поток и «basis» - ход, движение; основание) - наименьшая сила постоянного электрического тока, вызывающая возбуждение в живых тканях при достаточной длительности действия. Реобаза, как и хронаксия, позволяет оценить возбудимость тканей и орга-

нов по пороговой силе раздражения и длительности его действия. Реобаза соответствует порогу раздражения и выражается в вольтах или миллиамперах.

Значение реобазы можно вычислить по формуле:

где I - сила тока, t - длительность его действия, а, b - константы, определяемые свойствами ткани.

Хронаксия (от греч. «chronos» - время и «axia» - цена, мера) - наименьшее время действия постоянного электрического тока удвоенной пороговой силы (удвоенной реобазы), вызывающее возбуждение ткани. Как установлено экспериментально, величина стимула, вызывающего возбуждение в тканях, обратно пропорциональна длительности его действия, что графически выражается гиперболой (рис. 6).

Изменение функционального состояния клеток, тканей и органов под действием внешнего электрического раздражителя называют электростимуляцией. В пределах электростимуляции выделяют электродиагностику и электротерапию. При электродиагностике исследуют реакцию организма на электрическое раздражение импульсными токами. Установлено, что раздражающее действие одиночного импульса тока зависит от крутизны нарастания его переднего фронта, длительности и амплитуды импульса. Крутизна нарастания фронта одиночного импульса определяет ускорение ионов при их перемещении. Кроме того, действие переменного электрического тока на организм существенно зависит от его частоты. При низкой частоте импульсации (порядка 50-100 Гц) смещения ионов достаточно, чтобы оказать раздражающее действие на клетку. При средних частотах раздражающее действие тока уменьшается. При достаточно высокой частоте (порядка сотен килогерц) величина смещения ионов становится соизмеримой с величиной их смещения при тепловом движении, что уже не вызывает заметного изменения их концентрации и не оказывает раздражающего действия.

Величина пороговой амплитуды определяет максимальное мгновенное смещение ионов и зависит от длительности импульсов. Эта связь описывается уравнением Вейса-Лапика (см. рис. 6).

Каждой точке кривой на рис. 6 и точкам, лежащим выше кривой, соответствуют импульсы, которые вызывают раздражение тканей. Предельно кратковременные импульсы не оказывают раздражающего действия (смещение ионов соизмеримо с амплитудой

Рис. 6. Кривая электровозбудимости мышцы (Вейса-Лапика).

колебаний при тепловом движении). При довольно длительных импульсах раздражающее действие тока становится независимым от длительности. Параметры импульсов, обеспечивающие оптимальную реакцию на раздражение, используют для лечебной электростимуляции. Современное развитие электроники обеспечивает возможность получения импульсных токов с любыми необходимыми параметрами. В современных аппаратах используют импульсы различной формы, длительностью от десятков миллисекунд до нескольких секунд, с частотой повторения от долей Герца до десяти тысяч Герц.

Электросон

Электросон - метод нейротропного нефармакологического воздействия на ЦНС постоянным импульсным током прямоугольной конфигурации, низкой частоты (1-160 Гц) и малой силы (10 мА). Метод отличается безвредностью, отсутствием токсического действия, аллергических реакций, привыкания и кумуляции.

Считают, что механизм действия электросна основан на непосредственном воздействии тока на структуры головного мозга. Импульсный ток, проникая в мозг через отверстия глазниц, распространяется по сосудистым и ликворным пространствам и достигает чувствительных ядер черепных нервов, гипофиза, гипоталамуса, ретикулярной формации и других структур. Рефлекторный механизм действия электросна связан с воздействием импульсов постоянного тока малой силы на рецепторы рефлексогенной зоны: кожи глазниц и верхнего века. По рефлекторной дуге раздражение пере- даётся в подкорковые образования, кору головного мозга, вызывая эффект охранительного торможения. В механизме лечебного действия электросна существенную роль играет способность нервных клеток мозга усваивать определённый ритм импульсного тока.

Воздействуя на структуры лимбической системы, электросон восстанавливает нарушения эмоционального, вегетативного и гуморального равновесия в организме. Таким образом, механизм действия складывается из прямого и рефлекторного влияния импульсов тока на кору головного мозга и подкорковые образования.

Импульсный ток - слабый раздражитель, оказывающий монотонное ритмическое воздействие на такие структуры головного мозга, как гипоталамус и ретикулярная формация. Синхронизация импульсов с биоритмами ЦНС вызывает торможение последней и ведёт к наступлению сна. Электросон оказывает болеутоляющее, гипотензивное действие, обладает седативным и трофическим эффектом.

Для процедуры электросна характерны две фазы. Первая - тормозная, связанная со стимуляцией импульсным током подкорковых образований и проявляющаяся дремотой, сонливостью, сном, урежением пульса, дыхания, снижением артериального давления и биоэлектрической активности мозга. Затем следует фаза растормаживания, связанная с повышением функциональной активности мозга, систем саморегуляции и проявляющаяся повышенной работоспособностью и улучшением настроения.

Электросон оказывает на организм успокаивающее действие, вызывает сон, близкий к физиологическому. Под влиянием электросна снижается условно-рефлекторная деятельность, урежаются дыхание и пульс, расширяются мелкие артерии, снижается артериальное давление; проявляется аналгезирующий эффект. У больных с неврозами ослабевают эмоциональное напряжение и невротические реакции. Электросон широко применяют в психиатрической практике; при этом констатируют исчезновение чувства тревоги и седативный эффект. Показания к назначению электросна больным с хронической ишемической болезнью сердца (ИБС) и постинфарктным кардиосклерозом:

Кардиалгии;

Чувство страха смерти;

Недостаточная эффективность седативных и снотворных препаратов.

Эффекты электросна:

В первой фазе:

❖ противострессорный;

❖ седативный;

❖ транквилизирующий;

Во второй фазе:

❖ стимулирующий;

❖ снимающий психическое и физическое утомление.

Для проведения процедур электросонтерапии используют генераторы импульсов напряжения постоянной полярности и прямоугольной конфигурации с определённой длительностью и регулируемой частотой: «Электросон-4Т» и «Электросон-5».

Процедуры проводят в тихом, затемнённом помещении с комфортной температурой. Пациент лежит на кушетке в удобном положении. Методика ретромастоидальная. Глазные электроды со смоченными гидрофильными прокладками толщиной 1 см располагают на закрытых веках и соединяют с катодом; затылочные электроды фиксируют на сосцевидных отростках височных костей и присоединяют к аноду. Силу тока дозируют по лёгкому покалыванию или безболезненной вибрации, которые ощущает пациент. При появлении неприятных ощущений в области наложения электродов следует снизить силу подводимого тока, обычно не превышающую 8-10 мА. Частоту импульсов выбирают в зависимости от функционального состояния пациента. При заболеваниях, вызванных развитием органических, дегенеративных процессов в сосудах и нервной ткани головного мозга, эффект наступает, если применяют частоту импульсации 5-20 Гц, а при функциональных нарушениях ЦНС - 60-100 Гц. Одновременно с электросонтерапией можно проводить электрофорез лекарственных веществ. Процедуры продолжительностью от 30-40 до 60-90 мин, в зависимости от характера патологического процесса, проводят ежедневно или через день; курс лечения включает 10-20 воздействий.

Показания к лечению:

Неврозы;

Гипертоническая болезнь;

ИБС (коронарная недостаточность I степени);

Облитерирующие заболевания сосудов конечностей;

Атеросклероз сосудов головного мозга в начальном периоде;

Бронхиальная астма;

Ревматоидный артрит при наличии неврастении или психастении;

Болевой синдром;

Фантомные боли;

Посттравматическая энцефалопатия (при отсутствии арахноидита);

Шизофрения в период астенизации после активного медикаментозного лечения;

Диэнцефальный синдром;

Нейродермит;

Токсикозы беременности;

Подготовка беременных к родам;

Нарушение менструальной функции;

Предменструальный и климактерический синдром;

Метеотропные реакции;

Логоневроз;

Стрессовые состояния и длительное эмоциональное напряжение. Противопоказания:

Непереносимость тока;

Воспалительные и дистрофические заболевания глаз;

Отслойка сетчатки;

Высокая степень близорукости;

Дерматит кожи лица;

Истерия;

Посттравматический арахноидит;

Наличие металлических предметов в тканях мозга и глазного яблока.

Транскраниальная электроаналгезия

Транскраниальная электроаналгезия - метод нейротропной терапии, основанный на воздействии на ЦНС импульсными токами прямоугольной конфигурации с частотой 60-2000 Гц с переменной и постоянной скважностью.

В основе лечебного действия лежит избирательное возбуждение импульсными токами низкой частоты эндогенной опиоидной системы ствола головного мозга. Импульсные токи изменяют биоэлектрическую активность головного мозга, что приводит к изменению деятельности сосудодвигательного центра и проявляется нормализацией системной гемодинамики. Кроме того, выброс в кровь эндогенных опиодных пептидов активирует регенераторнорепаративные процессы в очаге воспаления.

Транскраниальная электроаналгезия - метод, обладающий выраженным седативным (при частоте до 200-300 Гц), транквилизирующим (при 800-900 Гц) и обезболивающим (выше 1000 Гц) эффектами.

Аппаратура и общие указания о выполнении процедур

Для проведения процедур транскраниальной электроаналгезии используют аппараты, генерирующие прямоугольные импульсы напряжением до 10 В с частотой 60-100 Гц, длительностью 3,5-4 мс: «ТРАНСАИР», «Этранс-1, -2, -3» - и напряжением до 20 В с частотой 150-2000 Гц («ЛЭНАР», «Би-ЛЭНАР»). Сила анальгетического эффекта увеличивается при включении дополнительной постоянной составляющей электрического тока. Оптимальным считают соотношение постоянного и импульсного тока 5:1-2:1.

При проведении процедуры пациент лежит на кушетке в удобном положении. Используют лобно-сосцевидную методику: раздвоенный катод с прокладками, смоченными тёплой водой или 2% раствором натрия бикарбоната, устанавливают в области надбровных дуг, а раздвоенный анод - под сосцевидными отростками. После выбора параметров транскраниальной электроаналгезии (частоты, длительности, скважности и амплитуды постоянной составляющей) амплитуду выходного напряжения плавно увеличивают до тех пор, пока у пациента не появится ощущение покалывания и лёгкого тепла под электродами. Длительность воздействия 20-40 мин. Курс лечения включает 10-12 процедур.

Для трансцеребральной электроаналгезии применяют и синусоидально-модулированные токи со следующими параметрами:

Длительность полупериодов 1:1,5;

Режим переменный;

Глубина модуляции 75%;

Частота 30 Гц.

Продолжительность процедуры 15 мин. Процедуры проводят ежедневно, курс лечения включает 10-12 манипуляций. При проведении процедуры используют электронную резиновую полумаску от аппарата для электросна, заменяя вилку штепсельным устройством для аппарата серии «Амплипульс».

Показания к лечению:

Невралгии черепных нервов;

Боли, обусловленные вертеброгенной патологией;

Фантомные боли;

Вегетодистония;

Стенокардия напряжения I и II функционального класса;

Язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки;

Неврастения;

Нейродермит;

Переутомление;

Алкогольный абстинентный синдром;

Нарушение сна;

Метеопатические реакции. Противопоказания:

Общие противопоказания к физиотерапии;

Непереносимость тока;

Острые боли висцерального происхождения (приступ стенокардии, инфаркт миокарда, почечная колика, роды);

Закрытые травмы головного мозга;

Диэнцефальный синдром;

Таламический синдром;

Нарушение ритма сердца;

Повреждение кожи в местах наложения электродов.

Лечебные методики

При гипертонической болезни I и II стадии и ИБС для электросна применяют глазнично-ретромастоидальную методику с использованием прямоугольного импульсного тока частотой 5-20 Гц, продолжительностью от 30 мин до 1 ч, ежедневно. Курс лечения состоит из 12-15 процедур.

Транскраниальную электротранквилизацию проводят по лобноретромастоидальной методике с использованием прямоугольного импульсного тока частотой 1000 Гц, продолжительностью 30-45 мин ежедневно. Курс лечения состоит из 12-15 процедур.

При стабильной гипертонии применяют электросон с использованием прямоугольного импульсного тока с частотой 100 Гц (первые 5-6 процедур); затем переходят на частоту 10 Гц. Продолжительность процедур 30-45 мин. Курс лечения включает 10-12 ежедневных процедур.

При диэнцефальном синдроме и неврозах применяют электросон с использованием прямоугольного импульсного тока частотой 10 Гц продолжительностью от 30 мин до 1 ч, через день. Курс лечения состоит из 10-12 процедур.

Транскраниальную электротранквилизацию проводят по лобноретромастоидальной методике с использованием прямоугольного импульсного тока частотой 1000 Гц, продолжительностью 30-40 мин. Курс лечения включает 12-15 ежедневных процедур.

При травматической энцефалопатии применяют электросон по глазично-ретромастоидальной методике с использованием прямоугольного импульсного тока частотой 10 Гц продолжительностью от 30 мин до 1 ч, через день. Курс лечения включает 10-12 процедур.

Короткоимпульсная электроаналгезия

Короткоимпульсная электроаналгезия (чрескожная электронейростимуляция) - воздействие на болевой очаг очень короткими (20-500 мкс) импульсами тока, следующего пачками по 20-100 импульсов частотой от 2 до 400 Гц.

Длительность и частота следования импульсов тока, применяемых при короткоимпульсной электроаналгезии, очень сходны с соответствующими параметрами импульсов толстых миелинизированных Ар-волокон. В связи с этим поток ритмичной упорядоченной афферентации, создаваемый во время процедуры, возбуждает нейроны желатинозной субстанции задних рогов спинного мозга и блокирует на их уровне проведение ноцигенной информации. Возбуждение вставочных нейронов задних рогов спинного мозга приводит к выделению в них опиоидных пептидов. Анальгетический эффект усиливается при электроимпульсном воздействии на паравертебральные зоны и области отражённых болей.

Фибрилляция гладких мышц артериол и поверхностных мышц кожи, вызываемая электрическими импульсами, активирует процессы утилизации алгогенных веществ (брадикинин) и медиаторов (ацетилхолин, гистамин), выделяющихся при развитии болевого синдрома. Усиление локального кровотока активирует местные обменные процессы и местные защитные свойства тканей. Наряду с этим уменьшается периневральный отёк и восстанавливается угнетённая тактильная чувствительность в зонах локальной болезненности.

Аппаратура и общие указания о выполнении процедур

Для проведения процедур используют аппараты «Дельта-101 (-102, -103)», «Элиман-401», «Бион», «Нейрон», «Импульс-4» и др. При проведении процедур электроды накладывают и фиксируют

в области проекции болевого очага. По принципу их размещения различают периферическую электроаналгезию, когда электроды располагают в зонах болезненности, точках выхода соответствующих нервов или их проекции, а также в рефлексогенных зонах, и сегментарную электроаналгезию, при которой электроды размещают в области паравертебральных точек на уровне соответствующего спинномозгового сегмента. Чаще всего используют два вида короткоимпульсной электроаналгезии. В первом случае применяют импульсы тока с частотой 40-400 Гц силой до 5-10 мА, вызывая быструю (2-5 мин) аналгезию соответствующего метамера, сохраняющуюся не менее 1-1,5 ч. При воздействии на биологически активные точки (БАТ) используют импульсы тока силой до 15-30 мА, подаваемые с частотой 2-12 Гц. Гипоалгезия развивается через 15-20 мин и захватывает, помимо области воздействия, и соседние метамеры.

Параметры импульсных токов дозируют по амплитуде, частоте следования и скважности с учётом стадии развития болевого синдрома. Наряду с этим учитывают появление у больного ощущения гипоалгезии. Во время проведения процедуры у пациента не должно быть выраженных мышечных фибрилляций в области расположения электродов. Время воздействия - 20-30 мин; процедуры проводят до 3-4 раз в день. Продолжительность курса зависит от эффективности купирования болевого синдрома.

Показаниями к лечению служат болевые синдромы у пациентов с заболеваниями нервной системы (радикулит, неврит, невралгия, фантомные боли) и опорно-двигательного аппарата (эпикондилит, артрит, бурсит, растяжение связок, спортивная травма, переломы костей).

Противопоказания:

Непереносимость тока;

Общие противопоказания к физиотерапии;

Острые боли висцерального происхождения (приступ стенокардии, инфаркт миокарда, почечная колика, родовые схватки);

Заболевания оболочек головного мозга (энцефалит и арахноидит);

Неврозы;

Психогенные и ишемические боли;

Острый гнойный воспалительный процесс;

Тромбофлебит;

Острые дерматозы;

Наличие металлических осколков в зоне воздействия.

Диадинамотерапия

Диадинамотерапия (ДДТ) - метод электролечения, основанный на воздействии низкочастотным импульсным током постоянного направления полусинусоидальной формы с экспоненциальным задним фронтом частотой 50 и 100 Гц в различных комбинациях.

Для ДДТ характерен обезболивающий эффект. Анальгетический эффект ДДТ обусловлен процессами, развивающимися на уровне спинного и головного мозга. Раздражение ритмическим импульсным током большого количества нервных окончаний ведёт к появлению ритмически упорядоченного потока афферентных импульсов. Этот поток блокирует прохождение болевых импульсов на уровне желатинозной субстанции спинного мозга. Обезболивающему действию ДДТ способствуют также рефлекторное возбуждение эндорфинных систем спинного мозга, резорбция отёков и уменьшение сдавления нервных стволов, нормализация трофических процессов и кровообращения, устранение гипоксии в тканях.

Непосредственное влияние ДДТ на ткани организма мало отличается от влияния гальванического тока. Реакция отдельных органов, их систем и организма в целом обусловлена импульсным характером подводимого тока, изменяющего соотношение концентраций ионов у поверхности клеточных мембран, внутри клеток и в межклеточных пространствах. В результате изменяющихся ионного состава и электрической поляризации изменяются дисперсность коллоидных растворов клетки и проницаемость клеточных мембран, повышаются интенсивность обменных процессов и возбудимость тканей. Эти изменения в большей степени выражены у катода. Местные изменения в тканях, а также непосредственное действие тока на рецепторы вызывают развитие сегментарных реакций. На первый план выступает гиперемия под электродами, обусловленная расширением сосудов и увеличением притока крови. Кроме того, при воздействии ДДТ развиваются реакции, вызываемые импульсами тока.

Вследствие изменяющейся концентрации ионов у поверхности клеточных мембран изменяются дисперсность белков цитоплазмы и функциональное состояние клетки и ткани. При быстрых изменениях концентрации ионов мышечное волокно сокращается (при малой силе тока - напрягается). Это сопровождается усилением притока крови к возбуждённым волокнам (и к любому другому работающему органу) и интенсификацией обменных процессов.

Кровообращение усиливается и в участках тела, иннервируемых от одного и того же сегмента спинного мозга, в том числе и симметричной области. При этом усиливается приток крови к области воздействия, а также венозный отток, улучшается резорбционная способность слизистых оболочек полостей (плевральная, синовиальная, брюшинная).

Под влиянием ДДТ нормализуется тонус магистральных сосудов и улучшается коллатеральное кровообращение. ДДТ влияет на функции желудка (секреторная, экскреторная и моторная), улучшает секреторную функцию поджелудочной железы, стимулирует продукцию глюкокортикоидов корой надпочечников.

Диадинамические токи получают путём одно- и двухполупериодного выпрямления переменного сетевого тока частотой 50 Гц. Чтобы уменьшить адаптацию к воздействиям и повысить эффективность лечения, предложено несколько разновидностей тока, представляющих последовательное чередование токов частотой 50 и 100 Гц или чередование последних с паузами.

Однополупериодный непрерывный (ОН) полусинусоидальный ток частотой 50 Гц обладает выраженным раздражающим и миостимулирующим свойством, вплоть до тетанического сокращения мышц; вызывает крупную неприятную вибрацию.

Двухполупериодный непрерывный (ДН) полусинусоидальный ток частотой 100 Гц обладает выраженным анальгетическим и вазоактивным свойством, вызывает фибриллярные подёргива- ния мышц, мелкую разлитую вибрацию.

Однополупериодный ритмический (ОР) ток, посылки которого чередуют с паузами равной длительности (1,5 с), оказывает наиболее выраженное миостимулирующее действие во время посылок тока, сочетающееся с периодом полного расслабления мышц во время паузы.

Ток, модулированный коротким периодом (КП), - последовательное сочетание токов ОН и ДН, следующих равными посылками (1,5 с). Чередование существенно уменьшает адаптацию к воздействию. Этот ток сначала оказывает нейромиостимулирующее действие, а через 1-2 мин - анальгетический эффект; вызывает у пациента ощущение чередования крупной и мягкой нежной вибрации.

Ток, модулированный длинным периодом (ДП), - одновременное сочетание посылок тока ОН длительностью 4 с и

тока ДН длительностью 8 с. Нейромиостимулирующее действие таких токов уменьшается, но плавно нарастают анальгетический, сосудорасширяющий и трофический эффекты. Ощущения пациента аналогичны таковым при предыдущем режиме воздействия.

Однополупериодный волновой (ОВ) ток - серия импульсов однополупериодного тока с амплитудой, нарастающей от нуля до максимального значения в течение 2 с, сохраняющейся на этом уровне 4 с, а затем в течение 2 с уменьшающейся до нуля. Общая продолжительность посылки импульса 8 с, длительность всего периода - 12 с.

Двухполупериодный волновой (ДВ) ток - серия импульсов двухполупериодного тока с амплитудой, изменяющейся так же, как у тока ОВ. Общая продолжительность периода тоже составляет 12 с.

Диадинамический ток обладает вводящей способностью, что обусловливает его использование в методиках лекарственного электрофореза (диадинамофорез). Уступая гальваническому току по количеству вводимого лекарственного вещества, он способствует его более глубокому проникновению, нередко потенцируя его действие. Лучше всего назначать диадинамофорез тогда, когда преобладает болевой синдром.

Аппаратура и общие указания о выполнении процедур

Для проведения процедур ДДТ применяют аппараты, генерирующие посылки импульсов разной продолжительности, частоты и формы с различной длительностью пауз между посылками, такие как «Тонус-1 (-2, -3)», «СНИМ-1», «Диадинамик ДД-5А» и др.

При проведении процедуры ДДТ гидрофильные прокладки электродов необходимого размера смачивают тёплой водопроводной водой, отжимают, в карманы прокладок или поверх них помещают металлические пластины. Чашечные электроды размещают в области максимально выраженных болевых ощущений и во время проведения процедуры удерживают рукой за ручку электродержателя. На болевую точку помещают электрод, соеди- нённый с отрицательным полюсом аппарата - катодом; другой электрод такой же площади помещают рядом с первым на расстоянии, равном его поперечнику или более. При электродах разной площади меньший электрод (активный) помещают на болевую точку, больший (индифферентный) располагают на значительном

расстоянии (в проксимальном отделе нервного ствола или конечности). При ДДТ на область мелких суставов кисти или стопы в качестве активного электрода можно использовать воду: ею наполняют стеклянную или эбонитовую ванночку и соединяют ванночку с отрицательным полюсом аппарата через угольный электрод.

В зависимости от тяжести патологического процесса, стадии болезни, реактивности больного (свойство ткани дифференцированно отвечать на действие внешнего раздражителя; в данном случае - действие физиотерапевтического фактора или изменения внутренней среды организма), индивидуальных особенностей организма и решаемых терапевтических задач применяют тот или иной вид ДДТ, а также их сочетание. Чтобы уменьшить привыкание и постепенно нарастить интенсивность воздействия, на одном и том же участке тела применяют 2-3 вида тока ДДТ.

Силу тока подбирают индивидуально, учитывая субъективные ощущения пациента (лёгкое покалывание, жжение, чувство сползания электрода, вибрации, прерывистого сжатия или сокращения мышц в области воздействия). При ДДТ болевого синдрома силу тока подбирают так, чтобы пациент ощущал выраженную безболезненную вибрацию (от 2-5 до 15-30 мА). Во время процедуры отмечается привыкание к действию ДДТ; это необходимо учитывать и при необходимости усиливать интенсивность воздействия. Продолжительность процедуры составляет 4-6 мин на одном участке, суммарное время воздействия 15-20 мин. Курс лечения включает 5-10 ежедневных процедур.

Показания к лечению:

Неврологические проявления остеохондроза позвоночника с болевыми синдромами (люмбаго, радикулит, корешковый синдром), двигательными и сосудисто-трофическими нарушениями;

Невралгии, мигрень;

Заболевания и повреждения опорно-двигательного аппарата, миозиты, артрозы, периартриты;

Заболевания органов пищеварения (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, панкреатит);

Хронические воспалительные заболевания придатков матки;

Гипертоническая болезнь в начальных стадиях. Противопоказания:

Непереносимость тока;

Общие противопоказания к физиотерапии;

Острые воспалительные процессы (гнойные);

Тромбофлебит;

Нефиксированные переломы;

Кровоизлияния в полости и ткани;

Разрывы мышц и связок.

Лечебные методики

Диадинамотерапия при лечении невралгии тройничного нерва

Применяют малые круглые электроды. Один электрод (катод) устанавливают на месте выхода одной из ветвей тройничного нерва, второй - в зоне иррадиации боли. Воздействуют током ДН 20-30 с, а затем током КП в течение 1-2 мин. Силу тока постепенно увеличивают до тех пор, пока пациент не ощутит выраженную безболезненную вибрацию; курс лечения включает до шести ежедневных процедур.

Диадинамотерапия при лечении мигрени

Положение пациента - лёжа на боку. Воздействуют круглыми электродами на ручном держателе. Катод устанавливают на 2 см сзади от угла нижней челюсти на область верхнего шейного симпатического узла, анод - на 2 см выше. Электроды располагают перпендикулярно поверхности шеи. Применяют ток ДН в течение 3 мин; силу тока постепенно увеличивают до тех пор, пока пациент не ощутит выраженную вибрацию. Воздействие проводят с двух сторон. Курс состоит из 4-6 ежедневных процедур.

Диадинамотерапия при головных болях, связанных с гипотензивным состоянием, атеросклерозом сосудов головного мозга (по В.В. Синицину)

Положение пациента - лёжа на боку. Применяют малые двойные электроды на ручном держателе. Электроды располагают в височной области (на уровне брови) так, чтобы височная артерия находилась в межэлектродном пространстве. Применяют ток КП в течение 1-3 мин, с последующим изменением полярности на 1-2 мин. На протяжении одной процедуры на правую и левую височные артерии воздействуют поочерёдно. Процедуры проводят ежедневно или через день, курс лечения состоит из 10-12 процедур.

Диадинамотерапия на область жёлчного пузыря

Пластинчатые электроды располагают следующим образом: активный электрод (катод) площадью 40-50 см 2 помещают на область проекции жёлчного пузыря спереди, второй электрод (анод) размером 100-120 см 2 располагают поперечно на спине.

Применяют ОВ в постоянном или переменном режиме работы (в последнем длительность периода 10-12 с, время нарастания переднего фронта и спада заднего фронта - по 2-3 с). Силу тока увеличивают до тех пор, пока под электродами не начнутся выраженные сокращения мышц передней брюшной стенки. Продолжительность процедуры - 10-15 мин ежедневно или через день, курс лечения состоит из 10-12 процедур.

Диадинамотерапия на мышцы передней брюшной стенки Электроды площадью по 200-300 см 2 располагают на брюшной стенке (катод) и в пояснично-крестцовой области (анод). Параметры ДДТ: ОВ-ток в постоянном режиме работы; силу тока увеличивают до появления выраженных сокращений брюшной стенки, время воздействия 10-12 мин. Курс лечения включает до 15 процедур.

Диадинамотерапия на область промежности

Электроды площадью по 40-70 см 2 располагают следующим образом:

Над лонным сочленением (анод) и на промежность (катод);

Над лонным сочленением и на область промежности под мошонкой (полярность зависит от цели воздействия);

Над лонным сочленением (катод) и на пояснично-крестцовый отдел позвоночника (анод).

Параметры ДДТ: однополупериодный ток в переменном режиме работы, длительность периода 4-6 с. Можно использовать ритм синкопа при переменном режиме работы. При хорошей переносимости силу тока увеличивают, пока пациент не ощутит выраженную вибрацию. Продолжительность процедуры до 10 мин ежедневно или через день, курс лечения включает до 12-15 процедур.

Воздействие диадинамотерапии на половые органы женщины

Электроды площадью по 120-150 см 2 располагают поперечно над лонным сочленением и в крестцовой области. Параметры ДДТ: ДН со сменой полярности - 1 мин; КП - по 2-3 мин, ДП - по 2-3 мин. Процедуры проводят ежедневно или через день. Курс лечения состоит из 8-10 процедур.

Диадинамотерапия при заболеваниях плечевого сустава

Пластинчатые электроды располагают поперечно на передней и задней поверхности сустава (катод - на месте проекции боли).

Параметры ДДТ: ДВ (или ДН) - 2-3 мин, КП - 2-3 мин, ДП -

3 мин. При болях под обоими электродами в середине воздействия

каждым видом тока полярность меняют на обратную. Силу тока увеличивают, пока пациент не ощутит выраженную безболезненную вибрацию. На курс назначают 8-10 процедур, проводимых ежедневно или через день.

Диадинамотерапия при ушибе или растяжении связок сустава

Круглые электроды устанавливают с обеих сторон сустава на наиболее болезненные точки. Воздействуют током ДН в течение 1 мин, а затем - КП по 2 мин в прямом и обратном направлении. Силу тока увеличивают, пока пациент не ощутит максимально выраженную вибрацию. Процедуры проводят ежедневно. Курс лечения состоит из 5-7 процедур.

Электростимуляция

Электростимуляция - метод лечебного воздействия импульсными токами низкой и повышенной частоты, применяемый для восстановления деятельности органов и тканей, утративших нормальную функцию, а также для изменения функционального состояния мышц и нервов. Применяют отдельные импульсы; серии, состоящие из нескольких импульсов, а также ритмические импульсы, чередующиеся с определённой частотой. Характер вызываемой реакции зависит от:

Интенсивности, конфигурации и длительности электрических импульсов;

Функционального состояния нервно-мышечного аппарата. Указанные факторы, тесно связанные между собой, лежат в

основе электродиагностики, позволяя подобрать оптимальные параметры импульсного тока для электростимуляции.

Электростимуляция поддерживает сократительную способность мышц, усиливает кровообращение и обменные процессы в тканях, препятствует развитию атрофии и контрактур. Процедуры, проводимые в правильном ритме и при соответствующей силе тока, создают поток нервных импульсов, которые поступают в ЦНС, что в свою очередь способствует восстановлению двигательных функций.

Показания

Наиболее широко электростимуляцию применяют при лечении заболеваний нервов и мышц. К числу таких заболеваний относят различные парезы и параличи скелетной мускулатуры, как вялые, вызванные нарушениями периферической нервной систе-

мы и спинного мозга (невриты, последствия полиомиелита и травм позвоночника с поражением спинного мозга), так и спастические, постинсультные. Электростимуляция показана при афонии на почве пареза мышц гортани, паретическом состоянии дыхательных мышц и диафрагмы. Её применяют также при атрофии мышц, как первичной, развившейся вследствие травм периферических нервов и спинного мозга, так и вторичной, возникшей в результате длительной иммобилизации конечностей в связи с переломами и костно-пластическими операциями. Электростимуляция показана при атонических состояних гладкой мускулатуры внутренних органов (желудок, кишечник, мочевой пузырь). Метод применяют при атонических кровотечениях, для предупреждения послеоперционных флеботромбозов, профилактики осложнений при длительной гиподинамии, для повышения тренированности спортсменов.

Электростимуляцию широко используют в кардиологии. Одиночный электрический разряд высокого напряжения (до 6 кВ), так называемая дефибрилляция, способен восстановить работу остановившегося сердца и вывести больного с инфарктом миокарда из состояния клинической смерти. Вживляемый миниатюрный прибор (кардиостимулятор), подающий к сердечной мышце больного ритмические импульсы, обеспечивает многолетнюю эффективную работу сердца при блокаде его проводящих путей.

Противопоказания

К противопоказаниям относят:

Желчнокаменную и почечнокаменную болезнь;

Острые гнойные процессы в органах брюшной полости;

Спастическое состояние мышц.

Электростимуляция мимических мышц противопоказана при повышении их возбудимости, а также при ранних признаках контрактуры. Электростимуляция мышц конечностей противопоказана при анкилозах суставов, вывихах до момента их вправления, переломах костей до их консолидации.

Общие указания о выполнении процедур

Процедуры электростимуляции дозируют индивидуально по силе раздражающего тока. Во время процедуры у пациента должны наступать интенсивные, видимые, но безболезненные сокращения мышц. Пациент не должен испытывать неприятных ощущений. Отсутствие сокращений мышц или болезненные ощущения свидетельствуют о неправильном расположении электродов или о неадекватности применяемого тока. Продолжительность процеду-

ры индивидуальна и зависит от тяжести патологического процесса, числа поражённых мышц и методики лечения.

В физиотерапии электростимуляцию применяют в основном для того, чтобы воздействовать на повреждённые нервы и мышцы, а также на гладкую мускулатуру стенок внутренних органов.

Электродиагностика

Электродиагностика - метод, позволяющий определять функциональное состояние периферического нервно-мышечного аппарата при помощи некоторых форм тока.

При раздражении током нерва или мышцы их биоэлектрическая активность изменяется и формируются спайковые ответы. Изменяя ритм раздражения, можно обнаружить постепенный переход от одиночных сокращений к зубчатому тетанусу (когда мышца успевает частично расслабиться и вновь сокращается под действием очередного импульса тока), а затем - и к полному тетанусу (когда мышца совершенно не расслабляется вследствие частого следования импульсов тока). Указанные реакции нервномышечного аппарата при раздражении его постоянным и импульсными токами легли в основу классической электродиагностики и электростимуляции.

Основная задача электродиагностики - определение количественных и качественных изменений реакции мышц и нервов на раздражение тетанизирующим и прерывистым постоянным током. Повторные электродиагностические исследования позволяют установить динамику патологического процесса (восстановление или углубление поражения), оценить эффективность лечения и получить необходимые сведения для прогноза. Кроме того, правильная оценка состояния электровозбудимости нервно-мышечного аппарата позволяет подобрать оптимальные параметры тока для электростимуляции.

Электростимуляция поддерживает сократительную способность и тонус мышц, улучшает кровообращение и обмен веществ в пора- жённых мышцах, замедляет их атрофию, восстанавливает высокую лабильность нервно-мышечного аппарата. При электростимуляции на основании данных электродиагностики выбирают форму импульсного тока, частоту следования импульсов и регулируют их амплитуду. При этом добиваются выраженных безболезненных ритмичных сокращений мышц. Длительность используемых импульсов 1-1000 мс. Сила тока для мышц кисти и лица состав-

ляет 3-5 мА, а для мышц плеча, голени и бедра - 10-15 мА. Основной критерий адекватности - получение изолированного безболезненного сокращения мышцы максимальной величины при воздействии током минимальной силы.

Аппаратура и общие указания о выполнении процедур

Для проведения электродиагностики применяют аппарат «Нейропульс». При электродиагностике используют:

Прерывистый постоянный ток с длительностью импульса прямоугольной формы 0,1-0,2 с (при ручном прерывании);

Тетанизирующий ток с импульсами треугольной конфигурации, частотой 100 Гц и длительностью импульсов 1-2 мс;

Импульсный ток прямоугольной формы и импульсный ток экспоненциальной формы с частотой импульсов, регулируемой в диапазоне 0,5-1200 Гц, и длительностью импульсов, регулируемой в пределах 0,02-300 мс.

Исследование электровозбудимости проводят в тёплом, хорошо освещённом помещении. Мышцы исследуемой области и здоровой (симметричной) стороны должны быть максимально расслаблены. При проведении электродиагностики один из электродов (направляющий, площадью 100-150 см 2) со смоченной гидрофильной прокладкой помещают на область грудины или позвоночника и соединяют с анодом аппарата. Второй электрод, предварительно обтянутый гидрофильной тканью, периодически смачивают водой. В процессе электродиагностики референтный электрод устанавливают на двигательной точке исследуемого нерва или мышцы. Эти точки соответствуют проекции нервов в месте наиболее поверхностного их расположения или местам входа двигательного нерва в мышцы. На основании специальных исследований Р. Эрб в конце XIX в. составил таблицы с указанием типичного расположения двигательных точек, где мышцы сокращаются при наименьшей силе тока.

Для мионейростимуляции применяют аппараты «Миоритм», «Стимул-1». При незначительно выраженных поражениях нервов и мышц для электростимуляции используют также аппараты для ДДТ и амплипульс-терапии (в выпрямленном режиме). Стимуляцию внутренних органов проводят с помощью аппарата «Эндотон-1».

Аппарат «Стимул-1» генерирует три вида импульсных токов. Для электростимуляции этим аппаратом применяют пластинчатые электроды с гидрофильными прокладками различной площади,

а также полосные электроды специальной конструкции. Кроме того, используют электроды на рукоятке с кнопочным прерывателем. Местоположение точек отмечает врач во время проведения электродиагностики.

Для электростимуляции нервов и мышц при выраженных патологических изменениях применяют биполярную методику, при которой два равновеликих электрода площадью по 6 см 2 располагают следующим образом: один электрод (катод) - на двигательной точке, другой (анод) - в области перехода мышцы в сухожилие, в дистальном отделе. При биполярной методике оба электрода располагают вдоль стимулируемой мышцы и фиксируют бинтом так, чтобы сокращение мышцы было беспрепятственным и видимым. При электростимуляции у пациента не должно возникать неприятных болевых ощущений; после сокращения мышцы необходим её отдых. Чем больше степень поражения мышцы, тем реже вызываемые сокращения (от 1 до 12 сокращений в минуту), тем продолжительнее отдых после каждого сокращения. По мере восстановления движений мышцы частоту сокращений постепенно увеличивают. При активной стимуляции, когда ток включают одновременно с попыткой больного произвести волевое сокращение мышцы, число и продолжительность импульсов регулируют ручным модулятором.

Силу тока регулируют во время процедуры, добиваясь выраженных безболезненных сокращений мышц. Сила тока колеблется в зависимости от группы мышц - от 3-5 мА до 10-15 мА. Продолжительность процедуры и курса электростимуляции мышц зависит от характера поражения мышцы и степени его тяжести. Процедуры проводят 1-2 раза в день или через день. Курс лечения 10-15 процедур.

Показания к электростимуляции:

Вялые парезы и параличи, связанные с травмой нерва, специфическим или неспецифическим воспалением нерва, токсическим поражением нерва, дегенеративно-дистрофическими заболеваниями позвоночника;

Центральные парезы и параличи, связанные с нарушением мозгового кровообращения;

Атрофия мышц при длительной гиподинамии, иммобилизационных повязках;

Истерические парезы и параличи;

Послеоперационные парезы кишечника, различные дискинезии желудка, кишечника, желчевыводящих и мочевыводящих путей, камни мочеточника;

Стимуляция мышц для улучшения периферического артериального и венозного кровообращения, а также лимфооттока;

Увеличение и укрепление мышечной массы спортсменов. Противопоказания:

Непереносимость тока;

Общие противопоказания к физиотерапии;

Острые воспалительные процессы;

Контрактура мимических мышц;

Кровотечение (кроме дисфункциональных маточных);

Переломы костей до иммобилизации;

Вывихи суставов до вправления;

Анкилозы суставов;

Переломы костей до их консолидации;

Желчнокаменная болезнь;

Тромбофлебит;

Состояние после острого нарушения мозгового кровообращения (первые 5-15 дней);

Шов нерва, сосуда в течение первого месяца после операции;

Спастические парезы и параличи;

Нарушения сердечного ритма (мерцательная аритмия, политопная экстрасистолия).