Дом  ->  Здоровье  | Автор: | Добавлено: 2015-03-23

Применение физики в физиотерапии

Физиотерапия (греч. physis природа + therapia-лечение) - это область медицины, изучающая физиологическое и лечебное действие природных и искусственно создаваемых физических факторов и разрабатывающая методы использования их с профилактическими и лечебными целями.

Физические факторы, в условиях непрерывного действия которых зарождалась жизнь на Земле, которые постоянно оказывают на человека то или иное воздействие, являются для организма наиболее физиологичными раздражителями, используемыми для лечения.

Благодаря успехам в изучении лечебного действия физических факторов, созданию новых методов и методик лечения, расширяющих лечебные возможности, а также вследствие постоянно возрастающей потребности практической медицины в немедикаментозных средствах лечения физические факторы прочно вошли в арсенал лечебных средств, широко применяемых для профилактики заболеваний и лечения больных.

Физиотерапия - метод лечения, в котором используются токи, магнитные поля, лазер, ультразвук и др. Все эти физические факторы участвовали в создании жизни на Земле и способствовали эволюционному развитию животного мира. Они всегда были неотъемлемой частью экологической системы человека, обеспечивая нормальное течение всех его жизненных процессов. Дефицит их воздействия приводит к нарушению нормального течения жизненных процессов, снижению его функциональных возможностей, развитию заболеваний.

Предметом изучения данной исследовательской работы стало определение места физики в медицинской технике и в современных способах лечения различных заболеваний. Данный доклад содержит сведения о научно обоснованных, проверенных на практике и используемых в настоящее время физических методах лечения, основных механизмах их лечебного воздействия.

Актуальность данной работы состоит в том, что каждый человек должен заботиться о своем здоровье, знать современные методы лечения и диагностики, чтобы вовремя обнаружить проблемы, связанные со здоровьем и предотвратить их развитие.

При изучении данной темы были изучены методы применения медицинской физиотерапевтической техники в 126 поликлинике г. Кубинки;

Физические факторы и их действие на организм человека

Физические факторы внешней среды, участвовавшие в создании жизни на земле и способствовавшие эволюционному развитию животного мира, в том числе и человека, стали неотъемлемыми компонентами его экологической системы. Человек, не осознавая этого, ещё в глубокой древности использовал отдельные факторы окружающей его среды - солнечные лучи, теплые воды, механические воздействия - не только с целью получения комфортных ощущений, но и для исцеления при ранениях и заболеваниях. Научившись добывать огонь, человек стал применять и первые, искусственно получаемые физические факторы в виде тепла и дыма.

Развитие науки и техники, позволившие получать и использовать в удобной для лечения форме различные физические факторы, явилось основой для развития физиотерапии как отрасли медицины, изучающей физиологическое и лечебное воздействие природных и создаваемых человеком физических факторов. В настоящее время свыше четверти населения страны ежегодно пользуются физическими факторами для оздоровления в лечебно-профилактических учреждениях по месту жительства. Кроме того, эти методы являются основными при санаторно-курортном лечении и в санаториях-профилакториях.

При рассмотрении вопроса о возможности применения для лечения того или иного физического фактора нужно всегда исходить из его физических свойств, возможности и характера поглощения его энергии тканями организма. Лечебное воздействие могут оказывать лишь те, физические факторы, энергия которых поглощается тканями. Энергия, не поглощаемая организмом, не оказывает никакого действия.

Способность физических факторов вызывать несколько физиологических реакций, часть из которых является общей для ряда факторов, затрудняет их классификацию по производимому лечебному действию. Вследствие этого физические факторы подразделяют по виду энергии и характеру физического воздействия на организм. При этом можно выделить следующие группы лечебных методов:

1. Методы, основанные на использовании постоянного тока низкого напряжения.

2. Методы, основанные на использовании импульсных токов.

3. Методы, основанные на использовании переменного тока низкого напряжения.

4. Методы, основанные на использовании токов высокой частоты.

5. Методы, основанные на использовании электрического поля.

6. Методы, основанные на использовании магнитного поля.

7. Методы, основанные на использовании механических колебаний.

8. Методы, основанные на использовании электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты.

9. Методы, основанные на использовании электромагнитных колебаний оптического диапазона.

1. МЕТОДЫ НА ОСНОВЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Гальванизация - использование с лечебной целью постоянного непрерывного электрического тока малой силы (до 50 мА) и низкого напряжения (30 - 80 В), проходимого через определенные участки тела.

Проходя через кожу, гальванический ток встречает большое сопротивление эпидермиса. На преодоление этого сопротивления тратится значительная часть энергии тока и именно здесь - в месте поглощения её основного количества - развиваются наиболее значимые при гальванизации реакции. Прежде всего, это гиперемия и ощущение жжения с покалыванием под электродами, возникающие в результате вызываемого током изменения обычного соотношения тканевых ионов, рН среды, образования тепла. Наряду с этим выделение биохимически активных веществ, активация ферментов и обменных процессов рефлекторно вызывают усиленный приток крови к месту воздействия. Ощущение жжения и покалывания усиливается с увеличением силы тока и продолжительности воздействия до невыносимых и появления химических ожогов при длительном пропускании тока.

При гальванизации изменяется кислотно-основное состояние, в тканях.

Гальванизация способствует улучшению микроциркуляции, повышению проницаемости сосудистых стенок, а также способствует повышению обмена веществ. Назначается при невралгиях, невритах, радикулитах, при хронических воспалительных процессах.

Под действием постоянного тока низкого напряжения осуществляется лекарственный электрофорез - это метод сочетанного одновременного воздействия на больного постоянного тока и определенного лекарственного вещества, вводимого в ткани при помощи тока. Для электрофореза используют препараты, которые в электрическом поле не утрачивают свои фармакотерапевтические свойства, распадаясь на ионы или адсорбируя ионы на себя. Вследствие очень малой скорости перемещения ионов, большого сопротивления эпидермиса, ограниченности времени процедуры и силы тока в течении процедуры ионы лекарственного вещества внедряются лишь в эпидермис, образуя в нем своеобразное депо. Из него лекарственное вещество постепенно вымывается крово- и лимфотоком и разносится по организму, в связи с этим на быстрый эффект от процедуры рассчитывать не приходится. Да и количество поступающего в кожное депо вещества составляет лишь 2-3% от используемого при процедуре.

В механизме лечебного действия этого метода, ведущие значение принадлежит току, который одновременно повышает чувствительность к действию лекарства. Оно же в свою очередь усиливает действие тока.

Данная процедура может иметь рассасывающее, подсушивающее или тонизирующее действие. Назначается при гнойных заболеваниях (фурункулы, карбункулы, абсцессы), при синуситах, отморожениях, артритах и выраженной гипотонии.

2. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ

Электросон - воздействие импульсными токами малой интенсивности с целью нормализации функционального состояния центральной нервной системы через рецепторный аппарат головы. Этот метод можно рассматривать как средство симптоматического болеутоления при недлительно существующих болях ограниченного характера. Название метода оказалось неудачным. В процессе широкого применения его выяснилось, что лечебное действие далеко не всегда связано со сном.

Наиболее часто в классическом варианте метода применяют импульсы длительностью 0,2-0,3 мс при частоте их от 1 до 150 Гц, пропуская ток через раздвоенные электроды, располагаемые на закрытых глазах и области сосцевидных отростков, при интенсивности тока, вызывающей пороговые ощущения. Вместе с тем используется и лобно-затылочное, и носо - затылочное расположение электродов, при которых сдвиги в гуморальном звене регуляции организма менее выражены, чем при расположении электродов на глазах. Имеются варианты и в используемых частотах тока (1000-2000 Гц) и видах импульсных токов (круговые, синусоидальные модулированные).

К особенностям лечебного действия лекарственного электрофореза относят:

- возможность сосредоточения влияния, на каком либо поверхностно-расположенном участке тела, например суставе;

- большая продолжительность действия процедур- депо лекарственного вещества сохраняется в течении нескольких дней;

- исключение влияния лекарственного вещества на органы пищеварения, в том числе и на печень, а также на другие системы и исключение связанных с этим побочных эффектов.

Показания к процедуре электросон: заболевания центральной нервной и сердечнососудистой систем, пищеварительного канала, гипотиреоз, сахарный диабет, фантомная боль, стоматологические заболевания, состояния после радикальных операций у онкологических больных.

3. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ

Диадинамотерапия - лечение постоянными токами с импульсами полусинусоидальной формы частотой 50 и 100 Гц, которые применяются раздельно или при непрерывном чередовании в составе коротких или длинных периодов. Эти токи, будучи постоянными, встречают большое сопротивление эпидермиса и прежде всего, вызывают возбуждение экстерорецепторов, что проявляется ощущением жжения и покалывания под электродами, а также появлением гиперемии вследствие расширения поверхностных сосудов и ускорения кровотока по ним. При увеличении силы тока вызывается ритмическое возбуждение нервов и мышечных волокон. Это приводит к активации периферического кровообращения, обмена веществ, уменьшению боли в области воздействия, что используется главным образом при заболеваниях периферической нервной системы, органов опоры и движения. При еще большем увеличении силы тока вызывается тетаническое сокращение мышц.

4. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.

Ультравысокочастотная терапия - применение с лечебной и профилактической целью воздействий на определенные участки тела непрерывным или импульсным электрическим полем ультравысокой частоты (э. п. УВЧ). Этот метод был впервые разработан в Советском Союзе И. А. Абрикосовым и А. Н. Обросовым. Для воздействия импульсным полем УВЧ разработан специальный аппарат <<Импульс-2>>, который генерирует поле УВЧ в виде отдельных, очень коротких по длительности, импульсов.

В нашей стране для этих целей используется частота 40,68 МГц, вновь разрабатываемые аппараты работают на частоте 27,12 МГц, которая используется и во многих других странах.

Под влиянием УВЧ происходит изменение ионного состава крови, лимфы, мышц. Электрическое поле УВЧ обладает противовоспалительным, улучшающим кровообращение, болеутоляющим, улучшающим функцию нервной системы, десенсибилизирующим и не оказывает тепловое действие.

5. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Индуктотермия - лечебное применение высокочастотного магнитного поля (ПеМПВЧ), индуцирующего в тканях значительное количество тепла. Суть метода заключается в том, что по хорошо изолированному кабелю, располагаемому у тела больного, пропускают ток высокой частоты, образующий переменное магнитное поле, индуцирующее в тканях вихревые токи, которые и образуют в тканях тепло. Основным фактором, оказывающим лечебное действие при индуктотермии, является тепло. Индуктотермия дает тепловой и осцилляторный эффект. Характерно, что тепло при этом больше образуется в жидких средах организма. Однако действие этого тепла значительно сильнее, чем тепла, проводимого извне. При индуктотермии тепло образуется в глубине тканей, главным образом в мышцах, тем самым в значительной мере уменьшается эффективность терморегуляционных механизмов, большая часть рецепторов которых расположена в поверхностных тканях. Назначается при травматических повреждениях нервов, воспалительные процессы.

Магнитотерапия - использование переменного низкочастотного, пульсирующего и постоянного магнитного поля. Образующиеся вихревые токи низкой частоты вызывают движение электрически заряженных частиц тканей.

Физиологические сдвиги наступают благодаря физико-химическим процессам, развившимся под воздействием энергии магнитного поля в биологических жидкостях организма, в частности изменения ориентации анизотропных макромолекул, появления явлений магнитного резонанса (между энергией магнитного поля и атомов, молекул организма). Сложный механизм влияния магнитного поля на больного реализуется через нервные, гуморальные звенья, обменные процессы, изменения жидкокристаллических компонентов функциональных систем.

Доказано, что магнитное поле в первую очередь воздействует на гипоталамус, кору большого мозга, усиливая в ней тормозные процессы, способствует более рациональному использованию кислорода тканями, дает выраженный антиангинальный и гипотензивный эффект, позволяет дифференцированно воздействовать на процессы свертывания крови, на становление физиологических реакций адаптации.

В результате проведения магнитотерапия усиливаются обменные процессы, микроциркуляция, трофико-регенераторные процессы, возникает анальгезирующий и успокаивающий эффект.

6. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Ультразвуковая терапия - применение с лечебной целью механических колебаний высокой частоты (от 20 до3000 кГц). Механические колебания таких частот вызывают в тканях сложные физико-химические процессы. В результате сменяющих друг друга чрезвычайно сильных положительных и отрицательных давлений, ведущих к сжатию и растяжению тканей, происходит внутритканевое перемещение частиц, сопровождающееся трением и изменением их электрического и изоэлектрического состояния.

При этом происходит ионизация внутренних элементов тканей с образованием высокоактивных веществ типа перекиси водорода, окислов азота, других перекисей. В результате активирования биохимических процессов, в частности обмена веществ, по всей толще мягких тканей в области воздействия расширяются кровеносные сосуды и в них, усиливается кровоток, возбуждаются нервные структуры, проявляется болеутоляющее действие, активируются репаративные процессы. Дозируют лечебные ультразвуковые воздействия по плотности потока мощности (ППМ) в ваттах. Воздействие осуществляется через масляную либо через водную среду.

7. МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА.

К электромагнитным колебаниям оптического диапазона относят колебания с частотой 3·10[11] - 3·1017 Гц с длиной волн соответственно от десятых долей миллиметра до единиц нанометра. К этому диапазону относят, кроме воспринимаемого человеческим глазом видимого излучения, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Физические свойства этих излучений характеризуются значительной степенью общности. Именно в этом диапазоне начинают отчетливо проявляться и волновые, и корпускулярные свойства электромагнитных колебаний. При этом существует обратная зависимость между длиной волны и энергией кванта излучения: чем короче длина волны, тем больше энергия кванта излучения, а, следовательно, и биологический эффект.

Падающий на поверхность какого-либо тела поток оптических излучений частично отражается, частично поглощается, преобразуясь главным образом в тепло. Для проявления действия лучистой энергии большое значение имеет степень облученности участника, т. е. количество лучистой энергии, которое падает на единицу поверхности. Освещенность в первую очередь зависит от мощности источника излучения. При одном и том же источнике света степень освещенности обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до облучаемой поверхности. Степень освещенности зависит также и от угла падения лучей: чем отвеснее они падают, тем меньше они отражаются, тем более количество их поглощается. Немалое значение имеет и среда, через которую проходят лучи. Ультрафиолетовые лучи полностью поглощаются стеклом, инфракрасные - сильно поглощаются парами воды. Реакция организма на облучение зависит от спектрального состава излучения.

Лечебное применение инфракрасных лучей заключается в облучении определенных участков тела лучами преимущественно с длиной волны 3000-4000 нм. Кванты такого излучения обладают сравнительно небольшой энергией. Они ускоряют движение электронов по орбитам и в конечном итоге вызывают только тепловой эффект. Их называют тепловыми лучами. Проникают они на 2-3 см в глубину тканей. Под влиянием образующегося тепла усиливается тканевый обмен, повышается фагоцитарная активность лейкоцитов, проявляется транквилизирующее и болеутоляющее действие, что вместе с усилением кровотока способствует обратному развитию воспалительных процессов. Дозируется воздействие инфракрасными лучами по ощущению тепла и продолжительности облучения.

Лечебное применение видимых лучей осуществляется путем облучения отдельных участков тела видимым светом (длине волны от 760 до 400 нм) в сочетании с инфракрасным излучением, так как спектр лампы накаливания, с помощью которой получают видимые лучи, содержит свыше 85% инфракрасных лучей. При облучении видимыми лучами, проникающими на такую же глубину, что и инфракрасные лучи, в организме происходят реакции, близкие к тем, которые имеют место при облучении инфракрасными лучами. Вместе с тем кванты видимых лучей обладают несколько большей энергией. Они способны выбивать электроны в атоме со своей орбиты на соседнюю, более близкую к ядру, и тем самым приводить атом в возбужденное состояние, повышенная способность вещества к биохимическим реакциям.

Показания к применению и дозирования в основном те же, что и для инфракрасных лучей.

Глава II

Физика ультразвука

Применение ультразвука в медицинской диагностике связано с возможностью получения изображения внутренних органов и структур. Основой метода является взаимодействие ультразвука с тканями тела человека. Собственно получение изображения можно разделить на две части. Первая - излучение коротких ультразвуковых импульсов, направленное в исследуемые ткани, и второе - формирование изображения на основе отраженных сигналов. Понимание принципа работы ультразвуковой диагностической установки, знание основ физики ультразвука и его взаимодействия с тканями тела человека помогут избежать механического, бездумного использования прибора, и, следовательно, более грамотно подходить к процессу диагностики.

Звук - это механическая продольная волна, в которой колебания частиц находятся в той же плоскости, что и направление распространения энергии.

Волна переносит энергию, но не материю. В отличие от электромагнитных волн (свет, радиоволны и т. Д. ) для распространения звука необходима среда - он не может распространяться в вакууме. Как и все волны, звук можно описать рядом параметров. Это частота, длина волны, скорость распространения в среде, период, амплитуда и интенсивность. Частота, период, амплитуда и интенсивность определяются источником звука, скорость распространения - средой, а длинна волны - и источником звука, и средой. Частота - это число полных колебаний (циклов) за период времени в 1 секунду. Единицами измерения частоты являются герц (Гц) и мегагерц (МГц). Один герц - это одно колебание в секунду. Один мегагерц = 1000000 герц. Что же делает звук <<ультра>>? Это частота. Верхняя граница слышимого звука - 20000 Гц (20 килогерц (кГц)) - является нижней границей ультразвукового диапазона. Например, ультразвуковые локаторы летучих мышей работают в диапазоне 25-500 кГц. В современных ультразвуковых приборах для получения изображения используется ультразвук частотой от 2МГц и выше. Период - это время необходимое для получения одного полного цикла колебаний. Единицами измерения периода являются секунда (с) и микросекунда (мкс). Одна микросекунда является одной миллионной долей секунды. Период (мкс) =1\частота (МГц). Длинна волны - это длинна, которую занимает в пространстве одно колебание. Единицы измерения метр (м) и миллиметр (мм). Скорость распространения ультразвука - это скорость, с которой волна перемещается в среде. Единицами скорости распространения ультразвука являются метр в секунду (м\с) и миллиметр в микросекунду (мм\мкс). Скорость распространения ультразвука определяется плотностью и упругостью среды. Скорость распространения ультразвука увеличивается при увеличении упругости и уменьшении плотности среды. В таблице №1 представлены скорости распространения ультразвука в некоторых тканях тела человека.

Таблица №1

Скорость распространения ультразвука в мм\мкс

Жировая ткань

Мягкие ткани

Усредненная скорость распространения ультразвука в тканях тела человека составляет 1540 м\с - на эту скорость запрограммировано большинство ультразвуковых диагностических приборов.

Для получения изображения в ультразвуковой диагностике используется не ультразвук, который излучается трансдьюсером непрерывно (постоянной волной), а ультразвук, излучаемый в виде коротких импульсов (импульсный). Он генерируется при приложении к пьезоэлементу коротких электрических импульсов. Для характеристики импульсного ультразвука используются дополнительные параметры.

При прохождении ультразвука через ткани на границе сред с различным акустическим сопротивлением и скоростью проведения ультразвука возникают явления отражения, преломления, рассеивания и поглощения. В зависимости от угла говорят о перпендикулярном и наклонном (под углом) падения ультразвукового луча. При перпендикулярном падении ультразвукового луча он может быть полностью или частично отражен, частично проведен через границу двух сред. При этом направление ультразвука, перешедшего из одной среды в другую, не изменяется.

Интенсивность отраженного ультразвука и ультразвука, прошедшего границу сред, зависит от исходной интенсивности и разности акустических сопротивлений сред. Отношение интенсивности отраженной волны к интенсивности падающей волны называется коэффициентом отражения. Отношение интенсивности ультразвуковой волны, прошедшей через границу сред, к интенсивности падающей волны называется коэффициентом проведения ультразвука.

Таким образом, если ткани имеют различные плотности, но одинаковое акустическое сопротивление - отражения ультразвука не будет. Чтобы улучшить проведение ультразвука в ткани тела человека используют соединительные среды (гель).

В ходе исследовательской работы мною был рассмотрен вопрос: << Роль физики в медицинской технике и в современных методах лечения различных заболеваний>>. При изучении данного вопроса я смогли еще раз убедиться, что для лечения различных заболеваний и медицинской диагностики необходимо использовать современные методы и оборудование. Безусловно, велика роль физики, как в медицинской технике, так и в современных методах лечения различных заболеваний. Поэтому важно, чтобы педагоги на уроках физики больше уделяли внимания вопросу применения физических законов и принципов.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)