6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / СВЧ-терапия Абрамович, С.Г

Министерство здравоохранения Российской Федерации ГБОУ ДПО «Иркутская государственная медицинская академия

последипломного образования»

С.Г. Абрамович

СВЧ-терапия

Пособие для врачей

Иркутск

ИГМАПО

2014

УДК 616-085.849.11

ББК 53.542 А16

Утверждено методическим советом ГБОУ ДПО ИГМАПО 13.02.2014 г.

Рецензенты:

Д.Д. Молоков – д-р мед. наук, профессор зав. кафедрой медицинской реабилитации ГБОУ ДПО ИГМАПО;

О.О. Князюк – канд. мед. наук, ген. директор ЗАО «Клинический курорт «Ангара»

Абрамович, С.Г.

А16 СВЧ-терапия: пособие для врачей / С.Г. Абрамович. – Иркутск: РИО ГБОУ ДПО ИГМАПО, 2014. – 64 с.

Отражены современные представления о сверхвысокочастотной электромагнитной терапии. Приводится информация о механизмах действия, аппаратном оснащении СВЧ-терапии. Изложены основные методические подходы выполнения процедур, указаны особенности их лечебного действия. Описаны показания и противопоказания к применению СВЧ-терапии.

Предназначено для врачей клинических специальностей, физиотерапевтов и специалистов в области медицинской реабилитации, студентов вузов и медицинских сестер физиотерапевтических отделений.

УДК 616-085.849.11

ББК 53.542

© Абрамович С.Г., 2014 © ГБОУ ДПО ИГМАПО, 2014

2

Скачано с официального сайта кафедры физиотерапии и курортологии ИГМАПО - http://medAngara.ru

3

Скачано с официального сайта кафедры физиотерапии и курортологии ИГМАПО - http://medAngara.ru

Введение

Большая часть используемых в физиотерапии физических факторов имеет электромагнитную природу. Они занимают почти все области электромагнитного спектра от крайне низких до крайне высоких частот. Их применение в лечебных целях является предметом одной из важнейших дисциплин физиотерапии – электротерапии. Особенностью электромагнитных излучений сверхвысокой и крайне высокой частоты по сравнению с более низкочастотными является то, что воздействие осуществляется электромагнитным полем (ЭМП), а не его либо электрической, либо магнитной составляющей. Кроме того, благодаря использованию специальных облучающих устройств появилась возможность локализовать их на определённых участках тела пациента. ЭМП, будучи источниками электромагнитной энергии, могут производить энергетические преобразования в тканях.

Сверхвысокочастотная терапия подразделяется по частоте излучения и соответствующей ей длине волны на дециметровую и сантиметровую терапию. Диапазон воздействий ЭМП сверхвысокой частоты, занимающий промежуточное положение между радиочастотным и оптическим, с 40-х годов XX в. нашёл широкое применение в самых различных областях науки и техники, в том числе и в медицине.

В физиотерапии СВЧ-излучения высоких и средних интенсивностей традиционно используются для локального нагрева (диатермии) глубокорасположенных внутренних органов (ДМВ) или поверхностных тканей (СМВ) с целью усиления их кровоснабжения, активации в них метаболических процессов и устранения болевых ощущений. В воспроизведении этих эффектов важную роль играют местные и общие реакции организма при участии гипоталамуса. Он вовлекается в регуляторный процесс в результате возбуждения терморецепторов в зоне СВЧ-воздействия.

ИСТОРИЯ СВЧ-ТЕРАПИИ

В 1938–1939 гг. Hollman в Германии впервые применил магнетрон (генератор СВЧ-колебаний) для диатермии. В те же годы Korb клинически апробировал аппаратуру, работающую на частоте 300 МГц и длине волны 1

м. После 1945 г. в связи с появлением мощных СВЧ-генераторов работы в этой области возобновились. В 1947 г. в США учёные Krasen, Osborn, Frederick начали изучать получившие в то время широкое распростране-

ние СВЧ-колебания на частоте 2450 МГц (длина волны 12,25 см). Этот метод в США был назван микроволновой диатермией, а в Европе – микроволновой терапией или сантиметровой терапией. В результате исследо-

ваний и расчётов было установлено, что 12-сантиметровый диапазон не является оптимальным и имеет ряд ограничений. В 1965 г. Barth и Kern сооб-

5

Скачано с официального сайта кафедры физиотерапии и курортологии ИГМАПО - http://medAngara.ru

щили о первых результатах СВЧ-лечения на разрешённой в ФРГ частоте 433,92 МГц (длина волны 69 см). Этот метод называют дециметровой терапией.

Первые научные исследования по влиянию КВЧ-излучения на организм человека были опубликованы в середине 60-х годов XX в. академиками Н.Д. Девятковым, профессором С.П. Ситько. В ФРГ подобные работы проводили в институте им. М. Планка в Штутгарте, в Италии – ученые Ми-

ланского университета. Огромный вклад в становление этого раздела науки внес английский учёный Herbert Frohlich, распространивший на био-

логические системы идеи когерентности. Он в 1977–1988 гг. обосновал теоретически и получил экспериментальные доказательства факта продуцирования живыми клетками переменных электромагнитных полей. Согласно работам Г. Фрёлиха, в биосистемах имеются поляризационные (дипольные) колебания в диапазоне частот 100–1000 Гц (3–0,3 мм). В клинической практике крайневысокочастотная терапия используется более 30 лет.

БИОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ТЕРАПИИ

Переход энергии СВЧ в тепло связан с потерями проводимости и диэлектрическими потерями. Потери проводимости обусловлены колебаниями ионов в электромагнитном поле. Диэлектрические потери вызваны колебаниями дипольных молекул в этом поле. Диполи в биологических тканях в основном представлены молекулами воды, а также боковыми группами молекул белков. В диапазоне СВЧ диэлектрические потери возрастают с увеличением частоты. Так, при частоте 1000 МГц они составляют около 50 % от суммарных (общих) потерь, а при частоте 3000 МГц – уже 90 %. Вот поэтому-то поглощение тканями СВЧ-энергии находится в жёсткой зависимости не только от физических характеристик СВЧ-поля, но и от содержания в тканях организма воды. Наиболее сильно поглощающими энергию СВЧ-тканями являются кровь, лимфа, паренхиматозная и мышечная ткани.

Степень нагрева всех биологических тканей в большей степени определяется уровнем их кровоснабжения и скоростью кровотока, благодаря чему обеспечивается терморегуляция и предотвращается перегрев облучаемых участков тела при локальных воздействиях СВЧ. Характер поглощения энергии в этом диапазоне и распределения её по тканям зависит также от анатомического (послойного) расположения тканей. Особенно важна толщина жирового слоя. Если она кратна длине волны излучения (чаще всего при толщине, равной ¼ длины волны), то этот слой может выполнять роль «трансформатора сопротивлений» между воздушной средой и мышечной тканью. В таком случае происходит интерференция (сумми-

6

Скачано с официального сайта кафедры физиотерапии и курортологии ИГМАПО - http://medAngara.ru

рование) падающей и отражённой от границы раздела «жир-мышцы» волны, и тогда доля энергии, поглощённой мышцей, увеличивается. Этим свойством в большей степени обладают более низкие частоты спектра СВЧ – 400–1000 МГц (433, 460, 918 МГц), применяемые в ДМВ-терапии, тогда как широко используемые для диатермии преимущественно поверхностных тканей частоты 2400–3000 МГц (СМВ-терапия, 2450 МГц) не могут обеспечить нагрева мышечной ткани, поскольку не достигают её.

Из-за неоднородности тканей в них могут возникать стоячие волны, связанные с отражениями на границах раздела между ними, имеющих различные электрические параметры. В результате происходит интерференция падающей и отражённой волны, и поглощаемая энергия в том или ином слое тканей может значительно возрасти по сравнению с распространением СВЧ-волн в однородных средах. С учётом отражения от поверхности мощность СВЧ-излучения, поглощаемая на 1 см2 поверхности

тела, которую называют действующей мощностью (Рg), равна Рg = Ро . (1-К),

где Ро – плотность потока мощности, падающей на поверхность тела; К – коэффициент отражения, зависящий от электрических параметров кожи. Оставшаяся часть мощности поглощается по мере проникновения

вглубь, и на расстоянии Х от поверхности она будет составлять

Рх = Рgе-2nx,

где е – основание натурального логарифма; n – коэффициент поглощения. Наряду с энергетическими взаимодействиями излучения СВЧ с тканями организма существуют и информационные взаимодействия, при которых важна не энергия, а информация, вносимая в систему или организм в целом. А.С. Пресманом (1968) был предложен такой информационный подход, а также принципы классификации биологических ответов на ЭМПвоздействия, которые были разделены на неадекватные энергетические,

энергоинформационные и информационные.

К неадекватным энергетическим взаимодействиям относится действие СВЧ-полей высоких интенсивностей, когда энергия воздействия превышает обычные энергетические потребности организма. Когда энергия СВЧ-воздействия сопоставима с энергетическими процессами в организме, то имеют место энергоинформационные воздействия. Они занимают промежуточное положение между энергетическими и информационными взаимодействиями, для осуществления которых используются среднеинтенсивные воздействия. Таким взаимодействиям присущи черты других рассмотренных выше форм – они одновременно и «регуляторы», и «энергетики».

Энергетическая сторона этого действия состоит в преобразовании СВЧ-энергии в другие виды энергии, в основном в тепловую. Информационная роль этого воздействия состоит в том, что организм как бы выбирает ассимилируемую энергию из внешней среды, настраивается на её восприятие, преобразование в другую форму и накопление в соответствую-

7

Скачано с официального сайта кафедры физиотерапии и курортологии ИГМАПО - http://medAngara.ru

щих системах и элементах. Даже при преобразовании СВЧ-энергии в тепловую, связанном с возрастанием колебательного движения молекул и ионов, информационная роль фактора сводится к тому, что СВЧ-поле, помимо теплового эффекта, «навязывает» молекулам тканей не свойственный им ритм колебаний. Важную роль в осуществлении таких информационных взаимодействий должно играть и такое свойство СВЧ-излучения, как когерентность, а также частотные характеристики этого излучения.

Наконец, если энергия СВЧ-воздействия намного меньше, чем вызываемые им энергетические процессы в организме, то можно говорить об информационных воздействиях. Они вызываются низкоинтенсивными влияниями, которые вносят в организм не столько энергию, сколько информацию. Такой информационный стимул обеспечивает перераспределение существующей в организме энергии, тем самым выполняя регулирующую роль в отношении физиологических процессов организма.

В этом случае сигнал, несущий информацию, вызывает только перераспределение энергии в этой системе, управляет происходящими в ней процессами. Элементы нервной системы (поверхностные рецепторы, мембраны нейронов, синапсы), воспринимая такой сигнал, мобилизуют метаболические и биоэнергетические ресурсы организма. Тогда СВЧсигналы осуществляют свое регуляторное влияние на организм, выступая в роли триггера. Восприятие информации определяется формой и характером сигнала (непрерывный или импульсный), и эффект пропорционален не самой интенсивности сигнала, а лишь логарифму этой интенсивности.

Специальных рецепторов для восприятия СВЧ-сигналов не обнаружено, но установлена исключительно высокая чувствительность к ним целостного организма по сравнению с изолированными системами на уровне тканей, клеток, внутриклеточных органелл, фермент-субстратных комплексов. Согласно кибернетическим представлениям, в организме существует ряд систем, чувствительных к ЭМП, это и акупунктурная система (биологически активные точки, меридианы), и система Кенрак, и токовая система Беккера, и система потенциальных точек на коже. Эту информационногибкую многокомпонентную систему «рецепторов биоинформации» можно представить в виде объёмной голограммы. Информация, регистрируемая этой системой, подвергается обработке путём сравнения её с сигналами от внутренних органов и отработки рассогласования внутренних параметров организма и внешних параметров среды. Так как рецепторов много, то и система должна оперировать весьма слабыми сигналами, минимальный уровень которых определяется нижним порогом чувствительности самой системы. При превышении порога информационные признаки сигнала нивелируются и остаётся энергетический фон, то есть возникает эффект «энергетического оглушения». Каждый рецептор биоинформационной системы (БИС) через свой канал связан с определённым внутренним органом. Поскольку гомеостатическое регулирование физиологических функций при изменяющихся условиях внешней среды осуществляется проме-

8

Скачано с официального сайта кафедры физиотерапии и курортологии ИГМАПО - http://medAngara.ru

жуточным мозгом, в основном в гипоталамусе, то функциональная схема БИС представляется следующим образом: система рецепторов – гипоталамус – внутренние органы.

Эта схема создает представление об организме как о кибернетической следящей системе, на уровне подсознания обрабатывающей информацию о гомеостазе организма и его изменениях в соответствии с сигналами, поступающими из внешнего информационного поля. В то же время из этой схемы следует, что воздействие СВЧ-полями с целью регуляции физиологического состояния внутренних органов может происходить в трёх направлениях: 1) на внешние рецепторные поля; 2) непосредственно на соответствующий внутренний орган; 3) на гипоталамус, вернее, на целостную функционально связанную систему: гипоталамус – гипофиз. В зависимости от частоты СВЧ-воздействия и связанной с ней глубины проникновения в ткани ДМВ в большей степени будут влиять на гипоталамус и внутренние органы, а СМВ – на систему рецепторов при соответствующих локализациях воздействия.

ДЕЦИМЕТРОВАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕРАПИЯ

Дециметровая терапия – лечебное применение электромагнитных волн дециметрового диапазона. Для этого используют электромагнитные колебания частотой 460 ± 4,6 МГц (длина волны 65 см). За рубежом для лечебного воздействия применяют генераторы электромагнитных колебаний с длиной волны 69 см (433 МГц) и 33 см (915 МГц), работающие в импульсном режиме. Глубина проникновения ДМВ-излучения в организм достигает 9–11 см, а по некоторым данным, даже 13 см.

Биофизические основы ДМВ-терапии

Поглощение ДМВ в основном связано с релаксационными колебаниями молекул структурированной (связанной) воды, которые входят в структурную основу мембран и примембранных слоев (гликокаликса) и имеют характеристические частоты в области ДМВ – 400–1000 МГц. Структурированная (белоксвязанная) вода находится также в составе цитоплазмы клеток всех тканей и обеспечивает поглощение ДМВ-энергии внутри клеток. Молекулярными акцепторами ДМВ являются не сами белковые молекулы, размеры которых не позволяют им колебаться со сверхвысокой частотой, а их боковые группы, имеющие определенную свободу для колебательных и вращательных движений. Находясь на поверхности мембраны, они становятся как бы антеннами, помещёнными в СВЧ-поле. Совпадение их релаксационных частот с частотой СВЧ-воздействия обеспечивает резонансное поглощение этого излучения.

9

Скачано с официального сайта кафедры физиотерапии и курортологии ИГМАПО - http://medAngara.ru

Под действием этого физического фактора в тканях организма возникают ориентационные колебания дипольных молекул связанной воды (составляющей 5 % тканевой воды), а также боковых групп белков и гликопротеидов плазмолеммы, характеристические частоты релаксации которых соизмеримы с частотами воздействующих электромагнитных колебаний и лежат в диапазоне дисперсии диэлектрической проницаемости. Совпадение частотных диапазонов обеспечивает избирательное поглощение данными клеточными структурами энергии СВЧ-излучения.

Согласно представлениям американского биофизика У. Эйди, эти боковые группы, находясь на поверхности мембраны, становятся своеобразными антеннами, помещенными с СВЧ-поле. Совпадение частот их колебаний с частотой воздействия ДМВ обеспечивает резонансное поглощение этого излучения. В результате резонансного взаимодействия со связанной водой и боковыми группами белков возникают конфирмационные перестройки макромолекул на поверхности мембраны и в гликокаликсе, близком к этому участку мембраны. В мембранах, обладающих свойством кооперативности, эти конформационные перестройки генерализуются на всю клетку. Одним из кооперативных свойств мембраны является способность связывать ионы кальция (Са2+) такими компонентами гликокаликса, как сиаловые кислоты, фосфатные группы белков и липидов. Кроме того, благодаря взаимодействию ДМВ со связанной водой меняются гидро- фильно-гидрофобные взаимодействия в липидах мембран. Эти взаимодействия определяют уровень процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). В ряде исследований с флуоресцентными зондами авторами установлено, что при низких (нетепловых) интенсивностях ДМВ уровень ПОЛ в мембранах снижается за счёт упорядочивания жидкокристаллической структуры липидного бислоя клеточных мембран под влиянием этого фактора.

Действие высоких интенсивностей ДМВ, характерных для энергетических взаимодействий, напротив, сводится к дезинтеграции жидкокристаллической структуры связанной воды, увеличению доступа инициаторов ПОЛ во внутренние области мембраны и к её деструкции. Совокупность таких биофизических изменений в мембране приводит к снижению функциональной активности клетки в целом. Это проявляется увеличением проницаемости её мембраны по отношению к регуляторным ионам, уменьшением числа и активности клеточных рецепторов гормонов, нейромедиаторов и иммунных комплексов, а также активности систем, связанных с транспортом ионов (АТФ-азы) и рецепцией (аденилатциклаза). В пределах доз ДМВ, характерных для информационных и энергоинформационных взаимодействий, весь комплекс мембранных изменений способствует возникновению биостимулирующих эффектов, а если исходное состояние клетки характеризуется развитием функциональных или патологических расстройств, ДМВ оказывает лечебное (нормализующее) действие путём восстановления проницаемости мембран и сопряжённых с

10

Скачано с официального сайта кафедры физиотерапии и курортологии ИГМАПО - http://medAngara.ru