微波治療儀
微波是指頻率從300MHZ到1GHZ范圍內(nèi)的電磁波,,在本世紀(jì)30年代,,醫(yī)務(wù)工作者發(fā)現(xiàn)了微波的生物效應(yīng)。在臨床上,,微波與生物體的相互作用可以分為兩大類,,即微波致熱效應(yīng)和非微波致熱效應(yīng),。微波治療儀所采用的微波熱療是一種非接觸加熱方式,,不存在因電接觸造成的熱灼傷和電灼傷的可能。近幾年,,由于各項技術(shù)的日臻完善,,使得微波治療無需麻醉,可在門診完成,,具有簡便,、安全的特點。
微波治療在國際,、國內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用多年,,其療效已得到世界醫(yī)務(wù)界的肯定。在手術(shù)時以其優(yōu)越的止血效果,,先進的作用原理,,微小的組織損傷,而被喻為取代電灼,、冷凍,、激光的新技術(shù)。微波治療儀是一種利用微波對各種疾病進行治療的新型醫(yī)療儀器,。它除具有深表加熱的特點外,,還具有操作方便,定位準(zhǔn)確,,安全性高以及造價低,,儀器結(jié)構(gòu)緊湊,適應(yīng)性廣泛等優(yōu)點,。通過配備不同的附件設(shè)備,,可對多種疾病進行治療。微波治療儀 其是在微波技術(shù),,傳感器,、自動控制,、計算機軟件和硬件等高科技術(shù)的綜合體,是一種既安全,、方便,、良好的手術(shù)治療方法,無需麻醉,,可在門診直接完成,。
微波治療疾病原理
微波為什么可以治療疾病,?生物電磁學(xué)作為一門新興的邊緣學(xué)科,,已愈益受到國內(nèi)外有關(guān)專家和學(xué)者的重視。近年來,,對高頻電磁波的研究已經(jīng)拓展到毫米波段,,并被視為研究的重點內(nèi)容。 毫米波生物醫(yī)學(xué)工程的研究,,始于六十年代,,1968年,加拿大學(xué)者Webb發(fā)表了第一篇關(guān)于毫米波可抑制細菌生長的生物效應(yīng)文章,,隨后他又報道過微生物對毫米波存在類似諧振的能量吸收諧振點,,指出了正常細胞和癌細胞對毫米波具有不同的吸收諧振點。此后,,俄,、美、德,、法和中國等許多科學(xué)家都做了大量的基礎(chǔ)實驗研究和臨床驗證工作,。結(jié)果表明低能量密度的毫米波照射能引起明顯的生物效應(yīng),同時在毫米波臨床應(yīng)用上也積累了大量有價值的資料,。
微波作為毫米波的一種,,除了具有毫米波的共有特性外,還有一些區(qū)別于其他毫米波的獨特性質(zhì),。微波的主要特點是它的似光性,、穿透性和非電離性。
似光性——微波與頻率較低的無線電波相比,,更能像光線一樣地傳播和集中,;
穿透性——與紅外線相比,微波照射介質(zhì)時更容易深入物質(zhì)內(nèi)部,;
非電離性——微波的量子能量與物質(zhì)相互作用時,,不改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(只改變其運動狀態(tài))。短波超短波同屬電磁波,但與微波相比,,由于頻率大幅度降低,,臨床效果差別很大。人體的血液,、淋巴液,、腦脊髓液等對微波都有特殊的吸收作用。如短波超短波在電極作用下,,脂肪與肌肉的溫升之比約為9比1,,而人體皮下都有一層脂肪,脂肪吸收電磁能產(chǎn)熱過多,,勢必妨礙電磁能在深部組織的作用,。而微波作用于人體脂肪和肌肉的產(chǎn)熱之比接近于1比1,因此微波的熱效應(yīng)更均勻,,在較深部位肌層內(nèi)仍有顯著的熱效應(yīng),。
微波生物學(xué)臨床治療機理微波熱效應(yīng)人體組織是由各種有機與無機化合物組成,這些物質(zhì)在電學(xué)上可具有不同的特性,,例如人體內(nèi)鈉,、鉀,、鈣,、碘、鐵等多種無機離子,,它們在微波電磁場中忽而被吸引,,忽而被排斥,形成電場方向的振動,,振動時離子間的互相摩擦以及和周圍媒質(zhì)間的摩擦產(chǎn)生了熱,。人體膠體組織本來并不顯電性,但部分膠體顆粒吸附周圍的離子也會呈現(xiàn)電性,,形成帶電的膠體,,這些物質(zhì)在微波場作用下亦產(chǎn)生類似離子的摩擦碰撞運動而產(chǎn)生熱。人體組織中的肌肉,、脂肪,、蛋白、內(nèi)臟,、血液,、淋巴液等在電學(xué)上均屬電介質(zhì),它們含有大量水分,。水是極性分子,,水分子所帶的正電和負電作用中心重合,通常情況下不呈現(xiàn)電特性。在微波電磁場下水分子極化,,水分子中正電和負電作用中心不重合,。形成電學(xué)中的電偶極子并按高頻場瞬間場的方向重新排列,使之發(fā)生急劇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦熱,。
微波非熱效應(yīng)微波作用于人體組織除熱效應(yīng)外還存在著非熱效應(yīng),,例如人體乳脂、紅細胞等帶電顆粒在微波場作用下沿電力線分布排列成串珠狀,,這些現(xiàn)象在不引起熱的電場強度下亦可發(fā)生,,反映在臨床醫(yī)學(xué)上有特定療效,顯然這種療效與熱效應(yīng)無關(guān),。
治療機理大量科學(xué)實驗表明,,不論離子、帶電膠體或偶極子在微波場中所作振動或旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的熱效應(yīng),,或帶電顆粒在微波場下產(chǎn)生的非熱效應(yīng)(電磁振蕩效應(yīng)),,都可以改變?nèi)梭w組織的理化反應(yīng)特性產(chǎn)生臨床的治療效果。微波理療是將微波能集中照射到病變組織部位,,被人體軟組織吸收,。由于微波是高頻電磁場,它可以穿透入人體組織內(nèi)部,,因此這種生物效應(yīng)不僅局限在人體表皮產(chǎn)生,,而在被照射到的全部組織上從表皮到深部同時產(chǎn)生上述微波生物效應(yīng),表現(xiàn)出局部組織溫度上升,,導(dǎo)致促進機體血液循環(huán),、增強新陳代謝、提高免疫功能和改善局部營養(yǎng)等一系列生物學(xué)作用
在傷口愈合治療中可加速傷口部位新鮮肉芽組織生長,,提高組織再生能力,。通過動物實驗、病理分析及大量臨床驗證表明,,在促進傷口愈合,、軟組織損傷等臨床治療中有消炎、緩解疼痛和促進水腫液吸收作用,。微波對微生物細菌有殺傷作用,,因此在外傷傷口愈合治療中有降低感染率效果。
微波治療的特點采用高頻率局部輻射,,在較小的微波功率輸出條件下,,即可達到預(yù)期的治療效果。微波對人體組織的熱效應(yīng)效率高,、穿透力強,、具有內(nèi)外同時產(chǎn)生熱的優(yōu)點。微波在人體組織內(nèi)產(chǎn)生熱量,作用可達5--8厘米,,可穿透衣物和石膏等體表覆蓋物,,直達病灶部位促進血液循環(huán)、水中吸收和新肉芽生長,。體表式輻射器便于擺位(人體表各部位),,不受患者坐、臥影響,,從而讓患者使用感覺更舒適,、操作更簡單。
適用范圍廣,,治療多種疾病,,治療中無痛苦、無創(chuàng)傷,、無副作用和不良反應(yīng),,具有消炎、活血,、止痛之功效,。
微波治療不需要出去衣物即可治療,因此即使是人體尷尬部位治療也不需要它以回避,,可以在休閑和娛樂中解除病痛,。
微波在脂肪與肌肉產(chǎn)生熱的比例接近1(短波和超短波在電極作用下脂肪溫升與肌肉溫升至比約為9比1),即微波熱效應(yīng)比較均勻,,即使在較深部位肌肉層仍有顯著熱效應(yīng),。因而,,即使較深部位病癥已可達到較好療效
微波多功能治療儀的應(yīng)用原理:
微波多功能治療儀利用微波生物組織的熱效應(yīng),,對病變組織進行止血、凝固,、灼除或消炎,、消腫、止痛,、改善局部組織血液循環(huán)等,,達到治療疾病的作用。
各種物質(zhì)對微波的吸收能力如何,?
答:微波加熱是介質(zhì)材料自身損耗電場能量而發(fā)熱,。而不同介質(zhì)材料的介質(zhì)常數(shù)εr和介質(zhì)損耗角正切值tgδ是不同的,故微波電磁場作用下的熱效應(yīng)也不一樣,。由極性分子所組成的物質(zhì),,能較好地吸收微波能。水分子呈極強的極性,是吸收微波的最好介質(zhì),,所以凡含水分子的物質(zhì)必定吸收微波,。另一類由非極性分子組成,它們基本上不吸收或很少吸收微波,,這類物質(zhì)有聚四氟乙烯,、聚丙烯、聚乙烯,、聚砜等,、塑料制品和玻璃、陶瓷等,,它們能透過微波,,而不吸收微波。這類材料可作為微波加熱用的容器或支承物,,或做密封材料,。在微波場電中,介質(zhì)吸收微波功率的大小P正比于頻率f,、電場強度E的平方,、介電常數(shù)εr 和介質(zhì)損耗正切值tgδ,。
微波加熱的原理是什么,?
答:介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成,在電磁場作用下,,這些極性分子從原來的隨機分布狀態(tài)轉(zhuǎn)向依照電場的極性排列取向,。而在高頻電磁場作用下,,這些取向按交變電磁的頻率不斷變化,這一過程造成分子的運動和相互摩擦從而產(chǎn)生熱量,。此時交變電場的場能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能,,使介質(zhì)溫度不斷升高,這就是對微波加熱最通俗的解釋,。微波殺菌的機理是什么,?
答:微波滅菌的機理在于,細菌,、成蟲與任何生物細胞一樣,,是由水、蛋白質(zhì),、核酸,、碳水化合物、脂肪和無機物等復(fù)雜化合物構(gòu)成的一種凝聚態(tài)介質(zhì),。其中水是生物細胞的主要成分,,含量在75~85%,,因為細菌的各種生理活動都必須有水參與才能進行,而細菌的生長繁殖過程,,對各種營養(yǎng)物的吸收是通過細胞膜質(zhì)的擴散,、滲透和吸附作用來完成的。在一定強度微波場的作用下,,物料中的蟲類和菌體也會因分子極化馳豫,,同時吸收微波能升溫。由于它們是凝聚態(tài)物質(zhì),,分子間的作用力加劇了微波能向熱能的能態(tài)轉(zhuǎn)化,。從而使體內(nèi)蛋白質(zhì)同時受到無極性熱運動和極性轉(zhuǎn)動兩方面的作用,使其空間結(jié)構(gòu)變化或破壞,,而使蛋白質(zhì)變性,。蛋白質(zhì)變性后,其溶解度,、粘度,、膨脹性、滲透性,、穩(wěn)定性都會發(fā)生明顯的變化,,而失去生物活性。另一方面,,微波能的非熱效應(yīng)在滅菌中起到了常規(guī)物理滅菌所沒有的特殊作用,。也是造成細菌死亡的原因之一。微波的穿透能力如何,?
答:穿透能力就是電磁波穿入到介質(zhì)內(nèi)部的本領(lǐng),,電磁波從介質(zhì)的表面進入并在其內(nèi)部傳播時,由于能量不斷被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能,,它所攜帶的能量就隨著深入介質(zhì)表面的距離,,以指數(shù)形式衰減。透射深度被定義為:材料內(nèi)部功率密度為表面能量密度的1/e 或36.8% 算起的深度D,微波的加熱深度比紅外加熱大得多,,因為微波的波長是紅外波長的近千倍,。紅外加熱只是表面加熱,微波是深入內(nèi)部加熱,。
什么叫微波的選擇性加熱?
答:不同性質(zhì)的物料對微波的吸收損耗不同,即選擇性加熱的特點,,這對干燥過程有利,。因為水分子對微波的吸收損耗最大,所以含水量高的部位,,吸收微波功率多于含水量較低的部位,,從而干燥速率趨一致,。