Импульстік тоқ пен электромагниттік өрістердің әсері

Барлық заттар молекулалардан тұрады, оның әр біреуі зарядтар жүйесі болып табылады, сол себептен денелердің күйі олардан өтетін тоқтармен және әсер ететін электромагниттік өрістерге анағұрлым байланысты.

Кіріспе.

Барлық заттар молекулалардан тұрады, оның әрбіреуі зарядтар жүйесі болып табылады, сол себептен денелердің күйі олардан өтетін тоқтармен және әсер ететін электромагниттік өрістерге анағұрлым байланысты.

Биологиялық денелердің электрлік қасиеттері тірі емес объектілерге қарағанда күрделі, ал организм - бұл кеңістіктегі айнымалы концентрациялы иондардың жиынтығы. Тоқтар мен электромагниттік өрістердің ағзаға әсерінің алғашқы механизмі физикалық, ол медициналық емдеу әдістеріне қолданылғандықтан қарастырылады. Ағзаға айнымалы тоқтың әсері оның жиілігіне тәуелді. Тұрақты тоқ сияқты айнымалы тоқ, төменгі дыбысты және ультрадыбысты жиіліктерде биологиялық ұлпаларға тітіркендіру әсерін береді. Бұл электролиттер ерітінділерінің иондарының ығысуымен, олардың

бөлінуімен, жасушалық және жасушааралық кеңістіктің әр түрлі бөлігінің концентрацияларының өзгерісімен байланысты.

Ұлпалардың тітіркенуі импульсті тоқтың пішініне де, импульстің ұзақтығы мен оның амплитудасына да тәуелді. Мысалы, импульс фронтының тұнықтығы тоқтың табалдырығының мәнін азайтады, ионды қайтарымды үрдістер пайда болады. Түзу бұрышты импульстің тұнықтығы өте үлкен (теориялық - шексіз), сондықтан осындай импульстарда табалдырық тоқ күші басқаларға қарағанда аз.

Табалдырық Imax амплитудасы мен түзу бұрышты импульстің ұзақтығы тітіркендіру тудырады (1-сурет). Суреттегі қисық қозу сипатамасы деп аталады. Ол әр түрлі бұлшықет үшін тән. Қисық әрбір нүкте мен қисықтан жоғары жататын нүктелерге бұлшықеттің жиырылуын туғызатын импульстарға сәйкес. Қисықтан төмен жатқан импульстар тітіркендіруді тудырмайтын импульстарды бейнелейді.

Электр тоғының арнайы физиологиялық әсері импульстің пішініне тәуелді болғандықтан медицинада орталық нерв жүйелерін (электроұйқы, электронаркоз), нерв - бұлшықет жүйелерін, жүрек - қан тамырлар жүйелерін (кардиостимуляторлар, дефибриляторлар) және т.б. стимуляциялау үшін әртүрлі уақыт тәуелділіктеріндегі тоқтар пайдаланылады.

Электроұйқыда импульстің ұзақтығы Ти=0,1-1мс және жиілік диапазоны 5-150Гц болатын түзу бұрышты импульсті тоқтарды қолданады.

Ал Ти=0,8-3мс және жиілік диапазоны 1-1,2Гц тоқты имплантацияланатын кардиостимуляторларда емдеу үшін қолданады. Үшбұрыш пішінді импульсті тоқтарды (τ11=1- 1,5мс, жиілігі 100Гц) 2-сурет.а, сонымен қатар импульстары біртіндеп артып және сәйкес тез төмендейтін экспоненциалды тоқтарды ( Ти=3-60мс, жиіліктері 8-80Гц) 2-сурет.б, бұлшықетті қоздыру, әсіресе электрогимнастикада пайдаланылады.

Айнымалы (гармониялық) тоқтың ағзаға төменгі, дыбысты және ультрадыбысты жиіліктегі әсері келесі табалдырық мәндерімен бағаланады: сезілетін табалдырық тоғы мен жіберілмейтін табалдырық тоғы.

 

Ол үшін

Сезілетін табалдырық тоғы тітіркендіру әсерін адам сезетін ең аз тоқтың күші. Бұл шама жүргізілген кернеудегі дененің бөлігі мен ауданынына байланысты, тоқтың жиілігіне, адамның жеке ерекшеліктеріне (жасы, жынысы, ағзаның ерекшелігі) тәуелді. Бақыланатын біртекті топтар үшін иық, саусақ бөлігі үшін орташа шамасы шамамен 50 Гц жиіліктегі 1 мА сезілетін табалдырық тоғы қалыпты таралу заңына бағынады,( 3- суреттегі 1-қисық) сезілетін табалдырық тоғының орташа шамасының осы топтағы бақыланатын тоқтың жиілігіне тәуелділігі көрсетілген.

Егер тоқ күшінің сезілетін табалдырығының шамасын арттырсақ, онда буындары бүгіліп, яғни адам өздігімен қолын бүге алмай және кернеу көзінен - өткізгіштен босата алмайды. Минимал тоқ күшін жіберілмейтін табалдырық тоғы деп атайды. Аз шамадағы тоқты күші жіберілетін болып табылады. Жіберілмейтін тоқтың табалдырығы

маңызды параметр, оның артуы адам үшін өте қауіпті болып саналады. Жіберілмейтін табалдырық тоғының шамасы да қалыпты таралу заңына бағынады. (3-суретте 2-ші қисық) тобының шамасының сызба түрінде бақыланатын еркектер жіберілмейтін табалдырық тоғының орташа жиілікке тәуелділігі берілген.

Электр өрісінің таралуын қарастырайық.

ультражоғары жиілікті терапия аппаратына электродтар, ал дипольді антенна миллиамперметрмен жалғанады. Горизонталь жазықтықта орналасқан дипольді антенна екі электрод арасына қойылады. Тоқ көзіне қосылғаннан кейін электродтар арасында электр өрісі пайда болады. Өріс көзінен қашықтаған сайын (дипольді антеннаны әр сантиметр сайын жылжытып отырады) тоқ күші әлсірейді.

Жүрекке әсер ете отырып адамның өліміне алып келетін тоқ қарыншалардың фибрилляциясын туғызады.

күшті жылынады, ұлпаларда ығысу жазық бұралған магнит өрісінің магнит өрісінің меншікті кедергіге Фибрилляцияны туғызатын тоқ күшінің табалдырығы жүрек арқылы өтетін тоқтың тығыздығына, жиілікке және оның әсер ету ұзақтығына тәуелді.

Жиілігі 500 кГц-тен көп болатын иондардың ығысуы молекулалық жылулық қозғалысындағы ығысуына қарағанда өлшеуді қиындатады, сондықтан тоқ немесе электромагниттік толқын тітіркендіру әсерін туғызбайды. Осы жағдайда алғашқы эффектінің негізі жылулық әсер болып табылады. Жоғары жиілікті қыздыру организмнің ішкі бөліктерінде жылудың түзілуі есебінен өтеді, яғни оны қажет жерде туындатады. Бөлінген жылу мөлшері ұлпалардың диэлектрлік өтімділігіне, олардың меншікті кедергісі мен электромагниттік тербелістердің жиілігіне тәуелді. Қажетті жиілікті таңдай отырып, «термоселективті» әсерді жүзеге асыруға болады, яғни қажетті ұлпалар мен органдарда анағұрлым жылудың түзілуі.

Жоғары жиілікті тербелістермен қыздырудың ыңғайлы болуы генератордың қуатын тұрақтандыра отырып, ішкі органдарда жылудың бөлінуі ол қуатты басқару мүмкіндігі бар, ал кейбір ем шарада жылуды арттыра аламыз. Электромагниттік тербелістер мен толқындардың үлкен жиілікте жылулық эффектісінен басқа қандай да бір арнайы әсерлерге ішкі молекулалық үрдістерге алып келеді.Ұлпаларды жылыту үшін үлкен тоқты өткізу қажет. Ал электромагниттік өрістің жылу эффектісі бейтарап бөлшектерге әсер етуімен бейтарап молекулалар поляризацияланады да, ығысу тоқтары пайда болады.

Материалдар мен әдістер.

тоқтары мен өткізу тоқтары пайда болады. Әдетте бұл мақсат үшін ультражоғары жиілікті электр өрісі қолданылады, сондықтан сәйкес физиотерапевтік әдіс УЖЖ-терапия деген атқа ие болды. Ультражоғары жиілікті өрісінің әсерінің тиімділігін бағалау үшін өткізгіштер мен диэлектриктерден бөлінетін жылу мөлшерін есептеу қажет. Электр тоғын өткізетін дене айнымалы электр өрісінде орналассын. Бұл жағдайда электродтар денеге тигізілмейді. Сол себептен денеден бөлінетін жылу мөлшерін электродтардағы тоқ тығыздығы арқылы емес өткізгіш денедегі Е электр өрісінің кернеулігі арқылы өрнектеу орынды.

Қарапайым түрлендіру орындау жеткілікті: мысалы, май сияқты ұлпаларға қарағанда бұлшықет. Әдетте индуктотермияда спиральды немесе кабельдер пайдаланылып, айнымалы жергілікті әсері қолданылады.

Айнымалы электр өрісінде орналасқан

Айнымалы магнит өрісінде орналасқан массивті өткізгіш денелерде құйынды тоқтар пайда болады. Бұл тоқтар биологиялық ұлпалар мен органдарды қыздыру үшін қолданыа алады. Мұндай емдеу әдісі индуктотермия деп аталады. Бұл әдісте ұлпалардан бөлінетін жылу мөлшері жиілік квадраты мен айнымалы индукциясына пропорционал және ал кері пропорционал.

Сондықтан тамырларға бай ұлпалар

Бөлінген жылу мөлшері электр өрісінің тиімді кернеулігінің квадратына пропорционал екені байқалады. Ол сонымен қатар ортаның сипатына, ал диэлектрик өріс жиілігіне тәуелді.

 

Нәтижелері.

Ағзаның диэлектрлік ұлпаларындағы 40,58МГц жиіліктегі тоқтар өткізгіштерге қарағанда тез қызады. Яғни электр өрісінде диэлектриктер поляризацияланады (полярлы болады).

Қорытынды.

Сонымен биологиялық ұлпалардың өткізгіштігі мен диэлектрлік өтімділігі түсетін жиілікке және ұлпалардағы судың ионның, диполь молекулаларының құрамына байланысты.

Импульстік тоқ пен электромагниттік өрістің әсері медицинада кеңінен қолданылады.

 

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

  1. Абирова М.А., Алмабаева Н.М., Адибаев Б.М. Биофизика. - Алматы: 2015. - Том 1. - 246 б.
  2. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: 2012. - 4 изд. - 412 б.
  3. Тиманюк В.А., Животова Е.Н. Биофизика. - Киев: 2004. - 549 б.
Жыл: 2015
Қала: Алматы
Категория: Медицина