61. Физични основи на методите за лечение с постоянен и импулсен електричен ток.

61.1. Физични основи на методите за лечение с постоянен електричен ток.

Въздействието на постоянен електричен ток върху живите организми се нарича галванизация. Галванизацията може да бъде местна (обхваща част от тялото) и обща (обхваща цялото тяло, потопено във вана с течност или лекарствен разтвор).

Постоянният електричен ток се довежда до тъканите чрез метални електроди, най-често оловни, защото те са пластични и йоните им са слабоподвижни. Формата и големината на електродите зависят от мястото, върху което се прилагат. Използва се плътност на тока 0.1-0.2 mA/cm². Физиологичното действие на постоянния електричен ток е свързано с разместване на йоните на биологичните електролити и други заредени частици в тъканите, задържането им на границите на среди, различни по своите физикохимични свойства, изменение на pH в областта под електродите, отделяне на топлина и др. Тези явления са физикохимичната основа на биологичните процеси, които протичат в организмите като реакция на действието на електричния ток. 

С постояне електричен ток могат да се внасят в организмите лекарства, които в разтвор се разпадат на йони. Този метод се нарича йоногалванизация (йонофореза). Внесеното количество от лекарственото вещество е малко и се задържа в подкожната тъкан, образувайки кожно депо.

Недостатъците на галванизацията са:

• Продуктите от електролизата могат да бъдат силно реактивоспособни и да причинят химически увреждания на тъканите. Затова електродите не трябва да се допират направо до кожата, а чрез хидрофилна възглавничка.
• Възможно е при електролизата да се отделят газови мехурчета, които да увеличат общото съпротивление на веригата.
• Когато големината на електричния ток премине прага на дразнене, настъпва контракция на мускулите, която продължава, докато тече електричния ток.

61.2. Физични основи на методите за лечение с импулсен електричен ток.

Импулсните токове имат силно изразено дразнещо действие върху нервно-мускулната тъкан. Контракциите са къси и продължават докато трае съответния импулс. Основният механизъм на действието им се дължи на промяна в йонната концентрация от двете страни на клетъчните мембрани.

Импулсните токове се характеризират с форма на импулса, продължителност и период. Импулсен ток се получава най-просто чрез включване и изключване на постоянен ток. С електронни устройства може да се получи импулсен ток с различна форма на импулса – правоъгълна, триъгълна, с експоненциално намаляване и др. (Фиг. 61.1).

Фиг. 61.1. Импулсни токове с различна форма на импулса.

Импулсният ток се довежда до пациента с помощта на два или повече електрода. От размера на електродите зависи плътността на тока – при малка площ се получава висока плътност. Обикновенно единият електрод е активен, с малка площ във формата на диск или топче. Другият електрод се нарича индиферентен и е с голяма площ, така че максималната плътност на тока да бъде с подпрагова стойност.

Методите за въздействие с импулсни токове се наричат електростимулация. Основните приложения са:

• Електродиагностика
• Електростимулация
• Обезболяване
• Електросън
• Електрошок.

Импулсен ток с правоъгълни импулси с продължителността на импулса    0.1-1 ms и честота от 5 до 150 Hz се използва за електросън, а с продължителността на импулса    0.8-3 ms и честота от 1-1.2 Hz се използва при имплантираните кардиостимулатори. Ток с импулси с триъгълна форма с продължителност 1-1.5 ms и честота 100 Hz се използва за възбуждане на мускулите.

62. Физични основи на методите за лечение с високочестотни токове (диатермия и индуктотермия). Физични основи на методите за лечение с електромагнитни полета (УВЧ-терапия и микровълнова терапия).

Ефективността и начина на използване на високочестотни токове и електромагнитни полета се определя от тяхната честота и интензивност.

При честоти над 100 kHz отместването на електричните заряди става толкова малко (от порядъка на средното отместване при хаотичното топлинно движение), че не се предизвиква изменение в йонната концентрация. Следователно такива токове и полета нямат дразнещо действие, а само топлинен ефект. В зависимост от честотата и начина на въздействие разграничаваме различни методи за въздействие – диатермия, индуктотермия, УВЧ-терапия и микровълнова терапия.

62.1. Диатермия.

Диатермия е въздействие на токове с честота 0.5-2.0 MHz  и големина на тока 1.5-2.0 А. На повърхността на тялото се поставят метални електроди, размера и формата на които съответстват на нагрявания орган (Фиг. 62.1).

Фиг. 62.1.

Самите електроди при протичането на електричен ток не се нагряват. Количеството топлина, отделящо се при преминаването на тока ще бъде

,

където j е плътността на тока,  r е специфичното електрическо съпротивление,  V е обемът, t е времето на действие на високочестотния ток.

Следователно най-много топлина ще се отдели в тъкани, които имат голямо специфично електрично съпротивление като кости, суха кожа, мастна тъкан. Непосредствено под електродите температурата може да се повиши с 3-5⁰С.  Тази топлина след това се разнася с кръвния поток по целия организъм.

Физиологичното действие при диатермията се дължи основно на повишаване на температурата, което води до разширяване на кръвоносните съдове, увеличаване на кръвоснабдяването и активизиране на някои биохимични процеси.

   

Фиг. 62.2. Апарат за електротерапия и приложение.

Недостатъци на диатермията:

• Тъй като електродите контактуват непосредствено с тялото, при голяма плътност на тока могат да възникват изгаряния.
• Ако между тялото и електрода има въздушен слой, може да прескочат искри.

Във ветеринарната практика се използва за лечение на пневмонии, ларингити, заболявания на матката, пикочния мехур и др.

62.2. Хирургична диатермия.

Отделената топлина при диатермията може да се използва за разрязване или коагулиране на тъкани – диатермотомия или диатермокоагулация. За получаване на голяма плътност на тока активният електрод има специална форма - точковиден или бръмковиден (Фиг. 62.3).

При диатермотомията активния електрод има формата на острие. Под острието се получава асептичен срез без кръвотечение. Предимствата на хирургичната диатермия са малката загуба на кръв, бактерицидно действие (гибел на бактериите и затваряне на кръвоносните съдове, в които не могат да проникват бактерии от въздуха), бързо разрастване на съединителната тъкан в оперирания участък.

Хирургична диатермия се използва за коагулация  и отделяне на доброкачествени и злокачествени тумори, при рани на шийката на матката и др.

Фиг. 62.3. Електроди за хирургична диатермия.

62.3. Индуктотермия.

В основата на индуктотермията стои индуцирането на вихрови токове с висока честота под действието на високочестотно електромагнитно поле. 

Фиг. 62.4.

Тъканта, на която ще се въздейства, се помества в намотка (Фиг. 62.4), свързана с генератор на високочестотни токове (от 10 до 15 MHz). Токът, протичащ по намотката, създава високочестотно магнитно поле, а в проводящи тъкани възникват индукционни токове, при което се отделя топлина , където В е магнитната индукция,  w е кръговата честота и r е специфичното електрическо съпротивление.

Следователно при индуктотермията се нагряват по-силно проводящите тъкани – кръв, лимфа, черен дроб и др. В сравнение с диатермията има предимство поради това, че не е необходимо да се поставят електроди върху тъканите и топлината се отделя предимно в дълбоколежящите тъкани.

62.4. УВЧ –терапия (терапия с електрично поле с ултрависока честота)

При УВЧ – терапията се използва електромагнитно поле с честота от 40 до 50 MHz. Животното или отделен орган се поставят в пространството между пластините на кондензатор, съединен с генератор на УВЧ променлив ток (Фиг.62.5). Между плочите се създава променливо електрично поле с УВЧ честота.

Фиг. 62.5.

В тъканите се отделя топлина поради движението на диполни молекули на диелектрични среди в променливото електрично поле или индуциране на променливи токове в проводящи среди.

,

където Е е интензитета на електричното поле,  r е специфичното електрическо съпротивление,  V е обемът, t е времето на действие.

Отделеното количество топлина зависи от интензитета на електричното поле, специфичното електрично съпротивление и диелектричните свойства на тъканите, които от своя страна зависят от честотата на електричното поле.  При УВЧ терапията нагряването на костната, мускулната и мастната тъкан е по-интензивно. Кожата е относително прозрачна за УВЧ полето и неговото действие е по-силно изразено върху дълбоколежащите тъкани.

Топлинният ефект при УВЧ терапията не е единствения ефект с терапевтично действие. Получава се и изменение на скоростта на някои биохимични процеси, обезболяващо действие, изменение на рН и др.

Във ветеринарната практика се използва при остри възпалителни процеси на ставите, при мастити и др.

62.5. Микровълнова терапия.

При микровълновата терапия се използват свръхвисокочестотни (СВЧ) електромагнитни трептения, които се насочват към съответния участък от тялото чрез специални вълноводи (Фиг.62.6). СВЧ вълните проникват в тъканите на дълбочина от 2 до 7-9 см. Енергията на вълните се изразходва предимно за диелектрични загуби, тъй като при такива високи честоти тъканите имат диелектрични свойства. Най-голямо поглъщане на енергия и следователно отделяне на топлина става в тъканите, богати на вода, тъй като водата има най-голяма относителна диелектрична проницаемост.

Физиологичното въздействие на СВЧ вълни се дължи на съвкупност от топлинно и биохимично действие. Биохимичното действие се проявява в различни електрохимични изменения и структурни трансформации в сложните биоколоидни системи, които оказват влияние на проницаемостта на мембраните, колоидното състояние на цитоплазмата и междуклетъчните течности, водят до промени в осмотичното налягане. Възможно е да се получи и разкъсване на сложни органични молекули като тези на аминокиселините и отлеляне на биологично активни вещества като хистамин, ацетилхолин и др.

Микровълнова хипертермия се използва и за топлинно въздействие върху ракови образувания. Микровълните (например при 2.45 GHz) могат избирателно и ефективно да нагряват туморните тъкани поради по-високото им водно съдържание от това на обкръжаващите ги здрави тъкани (например, клетките на рака на кожата, меланома, имат водно съдържание 82% срещу 61% на клетките на нормалния епидермис). Чрез различни излъчватели може да се въздейства при рак на кожата, рак на простатата, пикочния мехур и др.

   

Фигура 62.6. Апарат за микровълнова терапия.