Влияние электрических и магнитных полей на живые организмы

АО « Медицинский  университет Астаны»

Кафедра 
 
 
 
 

СРС 
 
 

Выполнила: Раймкулова А.Т.

Группа : 137-ОМ

Проверила :  
 
 
 
 

Астана 2011

Содержание:

Введение

Действие переменного  электрического тока на живую ткань…………1

УВЧ-терапия………………………………………………………………………………………..2

Действие переменного магнитного поля на ткань.

Индуктотерапия………………………………………………………………………………….3

Измерение высокочастотной  мощности. Кардиостимуляторы……….4

Индукционный нагрев вихревыми токами……………………………………….5

Воздействие электромагнитными  волнами………………………………………6

Микроволновая и  ДЦВ-терапия…………………………………………………………7

СВЧ-терапия. Высокочастотная хирургия………………………………………….8

Заключение

Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Действие  электрического тока на организм человека.

Действие электрического тока на живую ткань в отличие  от действия других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения  и др.) носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое и  механическое воздействия, являющиеся физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно электрический ток производит и биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани:

• Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных  участков тела, нагреве до высокой  температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

• Электролитическое  действие тока проявляется в разложении органических жидкостей, в том числе  и крови, что сопровождается значительными  нарушениями их физико-химического состава.

• Механическое (динамическое) действие тока выражается в разрыве, расслоении и других повреждениях различных  тканей организма, в том числе  мышечной ткани, стенок кровеносных  сосудов, сосудов легочной ткани  и др.

• Биологическое  действие тока проявляется в раздражении  и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих  в нормально действующем организме  и связанных с его жизненными функциями.

Электрический ток, проходя через организм, раздражает живые ткани, вызывая в них  ответную реакцию — возбуждение, являющееся одним из основных физиологических  процессов и характеризующееся  тем, что живые образования переходят  из состояния относительного физиологического покоя в состояние специфической  для них деятельности.

Так, если электрический  ток проходит непосредственно через  мышечную ткань, то возбуждение, обусловленное  раздражающим действием тока, проявляется  в виде непроизвольного сокращения мышц. Это так называемое прямое, или непосредственное, раздражающее действие тока на ткани, по которым  он проходит.

Однако действие тока может быть не только прямым, но и рефлекторным, то есть осуществляться через центральную нервную систему. Иначе говоря, ток может вызывать возбуждение тех тканей, которые  не находятся у него на пути. Дело в том, что электрический ток, проходя через тело человека, вызывает раздражение рецепторов — особых клеток, имеющихся в большом количестве во всех тканях организма и обладающих высокой чувствительностью к  воздействию факторов внешней и  внутренней среды.

Центральная нервная  система перерабатывает нервный  импульс и передает его подобно  исполнительной команде к рабочим  органам: мышцам, железам, сосудам, которые  могут находиться вне зоны прохождения  тока.

Экспериментальные исследования показали, что человек  начинает ощущать раздражающее действие переменного тока промышленной частоты  силой 0,6—1,6 мА и постоянного тока, 5—7 мА. Эти токи не представляют серьезной  опасности для деятельности организма  человека и, так как при такой  силе тока возможно самостоятельное  освобождение человека от контакта с  токоведущими частями, то допустимо  его длительное протекание через  тело человека.

В тех случаях, когда  раздражающее действие тока становится настолько сильным, что человек  не в состоянии освободиться от контакта, возникает опасность длительного  протекания тока через тело человека. Длительное воздействие таких токов  может привести к затруднению  и нарушению дыхания. Для переменного  тока промышленной частоты сила не отпускающего тока находится в пределах 6—20 мА и более. Постоянный ток не вызывает не отпускающего эффекта, а приводит к сильным болевым ощущениям, сила такого тока 15—80 мА и более.

При протекании тока в несколько сотых долей ампера возникает опасность нарушения  работы сердца. Может возникнуть фибрилляция  сердца, то есть беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы, при этом сердце не в состоянии  гнать кровь по сосудам, происходит остановка кровообращения. Фибрилляция  длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка  сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и сила тока, вызывающая его, является смертельной. Как показывают экспериментальные исследования, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.

Рассмотренные реакции  организма на действие электрического тока позволили установить три критерия электробезопасности и соответствующие  им уровни безопасных токов:

1. Неощутимый ток,  который не вызывает нарушений  деятельности организма и допускается  для длительного (не более 10 минут в сутки) протекания через  тело человека при обслуживании  электрооборудования. Для переменного  тока частотой 50 Гц он составляет 0,3 мА, для постоянного 1 мА.

2. Отпускающий ток.  Действие такого тока на человека  допустимо, если длительность  его протекания не превышает  30 с. Сила отпускающего тока: для  переменного тока 6 мА, для постоянного  15 мА.

3. Фибрилляционный  ток, не превосходящий пороговый  фибрилляционный ток и действующий кратковременно.

По статистике электро-травматизма в исходе поражения током большое значение имеет его путь. Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, легкие, головной и спинной мозг.

Прикосновение человека к токоведущим частям вызывает протекание через него тока, сила которого и  соответственно исход поражения  зависят от напряжения и электрического сопротивления тела человека. Основным фактором, определяющим сопротивление  тела человека, является кожа, ее роговой  наружный слой, в котором нет кровеносных  сосудов и который обладает очень  большим удельным сопротивлением (около 106 Ом • см). Этот плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением изоляции гн. Поскольку гн и зависят от площади контакта электрода, увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи.

На участке между  двумя электродами общее электрическое  сопротивление тела человека состоит  из сопротивления двух наружных слоев  кожи, касающихся электродов, и внутреннего  сопротивления гв остальной части тела. Опыты показали, что внутреннее сопротивление тела человека можно рассматривать как чисто активное. Таким образом, для пути тока «рука — рука» общее электрическое сопротивление тела может быть представлено схемой замещения. Это сопротивление включает в себя последовательное соединение двух наружных сопротивлений кожи рук и внутреннего сопротивления тела. С увеличением частоты тока/изза уменьшения реактивного сопротивления наружного слоя кожи Хс (где сокруговая частота) сопротивление человека уменьшается и при больших частотах (более 10 кГц) практически становится равным внутреннему сопротивлению.

Как видно из приведенных  формул, сила тока, протекающего через  тело человека, зависит только от напряжения сети и сопротивления человека. В  этом случае единственной мерой, повышающей безопасность обслуживающего персонала, может быть понижение рабочего напряжения сети.

Как показывает анализ случаев электро-травматизма при эксплуатации промышленных установок, двухполюсное касание встречается относительно редко. Значительно чаще имеет место однополюсное (однофазное) прикосновение в изолированных и глухо-заземленных сетях.

Стекание тока в  землю происходит только через проводник, g находящийся в непосредственном контакте с землей. Такой контакт  может быть случайным или преднамеренным. В последнем случае проводник  называется заземлителем или электродом. Заземлитель ,состоящий из нескольких параллельно соединенных электродов, называется групповым заземлителем. Заземляющим устройством называется совокупность одиночных заземлителей и заземляющих проводников, соединяющих заземлители между собой и заземляемые части электроустановки с заземлителями. Различают два типа заземляющих устройств: выносное (заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляющее оборудование) и контурное (одиночные заземлители размещаются по контуру площадки, на которой находится заземляющее оборудование). В качестве одиночных электродов используют отрезки стальных труб, угловой стали. Заземляющие проводники выполняются обычно из полосовой стали.

При стекании тока в  землю вокруг заземлителя образуется зона растекания тока. Плотность тока в земле по мере удаления от заземлителя  убывает по гиперболическому закону. Максимальный потенциал будет иметь  сам заземлитель. Теоретически поле протекания тока простирается до бесконечности. Однако в действительности плотность  тока на расстоянии 20 м от заземлителя  практически равна нулю (20 м —  радиус зоны растекания тока). Точки  почвы, лежащие вне зоны растекания тока, называются «землей» в электротехническом смысле слова. Напряжение между какой-либо заземленной частью электроустановки и точками земли, находящимися вне  зоны растекания тока, называется напряжением  относительно земли, а отношение  этого напряжения к току, протекающему через заземлитель в землю, называется сопротивлением заземлителя.

Сопротивление заземлителя (сопротивление растеканию тока в  земле) зависит в основном от удельного  сопротивления грунта. Для одиночного трубчатого заземлителя, забитого в  грунт на некоторую глубину (А), это  сопротивление определяется в омах.

В качестве защиты в  сетях с заземленной нейтралью (ЗН) применяется зануление. Занулением называется преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей и корпусов электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания фазы на корпус, с многократно заземленным нулевым защитным проводником. Нулевой защитный проводник соединен с заземленной нейтральной точкой обмоток источника тока.

Ультравысокочастотная терапия (УВЧ-терапия)

Физиотерапевтическое  лечение сегодня является обязательным, неотъемлемым компонентом схемы  современной терапии, а эффективность  его использования во многом влияет не только непосредственные, но и отдаленные результаты лечения, трудоспособность пациента. Ультравысокочастотная терапия (УВЧ-терапия) - воздействие на ткани  больного дистанционно непрерывным  или импульсным током ультравысокой  частоты - сопровождается изменением температуры  тканей, содержания в них аминокислот, качественного состава крови, повышением чувствительности клеток нервной системы. К ультравысокочастотным токам (УВЧ) относятся электротоки, имеющие  частоту колебаний в пределах от 30 до 300 мгц. Электрическое поле УВЧ обладает большой проникающей способностью и вызывает в тканях внутреннее, эндогенное, тепло, которое и является основным фактором лечения.

Электрическое поле УВЧ :

а) усиливает крово- и лимфообращение

б) повышает проницаемость сосудов

в) способствует уменьшению отечности тканей

г) повышает обмен веществ в организме

д) обладает болеутоляющим эффектом

Чаще всего токи УВЧ целесообразно применять  в течение 3-5 дней В зависимости от интенсивности тепловых ощущений токи УВЧ подразделяют на термические (ощущение выраженного теплового эффекта), слаботермические (слабое ощущение тепла) и атермические (отсутствие ощущения тепла). Аппарат для УВЧ-терапии предназначен для местного лечебного воздействия электрическим или магнитным полем в клиниках терапевтического, неврологического, хирургического, психиатрического, акушерско-гинекологического профиля, в педиатрии и других лечебных и профилактических учреждениях. Процедура проводится в соответствии с предписаниями врача. 

УВЧ-терапия - метод  электролечения, при котором на организм человека осуществляют воздействие  электрическим полем высокой (27,12 МГц) и ультравысокой частоты (40,68 МГц), подведенным к тканям с помощью  конденсаторных пластин.

УВЧ-терапия обладает болеутоляющими, противовоспалительными и десенсибилизирующими свойствами, стимулирует реакции иммунитета, улучшает трофику тканей и их регенерацию.

УВЧ оказывает противовоспалительное  действие за счет улучшения крово- и лимфообращения, дегидратации тканей и уменьшения экссудации, активирует функции соединительной ткани, стимулирует процессы клеточной пролиферации, что создает возможность ограничивать воспалительный очаг плотной соединительнотканной капсулой.

УВЧ оказывает антиспастическое действие на гладкую мускулатуру  желудка, кишечника, желчного пузыря, ускоряет регенерацию нервной ткани, усиливает  проводимость импульсов по нервному волокну, понижает чувствительность концевых нервных рецепторов, т.е. способствует обезболиванию, уменьшает тонус  капилляров, артериол, понижает артериальное давление, вызывает брадикардию.

Показания к УВЧ-терапии:

Заболевания дыхательной  системы и ЛОР-органов:

J острый, подострый,  вазомоторный ринит;

J острый, подострый  и хронический гайморит, фронтит,  пансинусит;

J пневмония с легочно-сердечной  недостаточностью;

J экссудативный плеврит,  в т.ч. туберкулезной этиологии;

J острый, подострый  и хронический бронхит;

J бронхиальная астма;

J бронхоэктатическая  болезнь;

J абсцесс легкого  при наличии дренажа из полости  в бронх;

J ангина.

 

Заболевания желудочно-кишечного  тракта:

J подострые и хронические  гастриты;

J колиты (кроме язвенного);

J энтериты;

J гепатохолецистит;

J вирусный гепатит  легкой и средней тяжести в  период уменьшения желтухи;

J язвенная болезнь  желудка и двенадцатиперстной  кишки в подострой и хронической  стадии;

J парапроктит.

 

Заболевания мочеполовой  системы:

J острые и подострые пиелонефрит и нефрит;

J мочекаменная болезнь;

J острый и подострый  цистит;

J простатит;

J эпидидимит;

J острые и подострые  воспаления матки и придатков.

 

Гнойные и воспалительные заболевания органов опоры и  движения:

J остеохондроз с  неврологической симптоматикой;

J переломы костей;

J подострый остеомиелит;

J острый и подострый  миозит;

J ревматоидный артрит;

J полиартрит;

J тендовагинит;

J эпикондилит;

J остеоартроз с реактивным синовиитом;

J острый и подострый  артрит;

J травматический  артрит с гемартрозом;

J инфекционные артриты.

 

Острые воспалительные процессы кожи и подкожной клетчатки

J фурункул;

J карбункул;

J гидраденит;

J ограниченные пиодермии;

J трофические язвы;

J нагноившиеся раны;

J панариции;

J постинъекционные и послеоперационные инфильтраты;

J ограниченные ожоги;

J отморожения;

J мастит.

 

Сосудистые заболевания  конечностей:

J болезнь Рейно;

J облитерирующий  эндартериит до стадии некроза  и гангрены;

J атеросклеротические  окклюзии в начальных стадиях;

J острый и подострый  тромбофлебит.

 

Сердечно-сосудистые заболевания:

J гипертоническая  болезнь I, II степеней.

 

Заболевания центральной  и периферической нервной системы:

J травмы спинного  мозга и периферических нервов;

J острый болевой  синдром (невралгии, невриты);

J полиомиелит;

J энцефалит;

J миелит в периоды  подострого и хронического течения;

J нарушения мозгового  кровообращения через 3—4 нед. после их возникновения;

J каузалгии, фантомные  боли.

 

Противопоказания  к УВЧ-терапии:

- индивидуальная  непереносимость;

- осумкованные гнойные  процессы;

- заболевания поджелудочной  железы;

- диабетическая ретинопатия IV степени;

- предрасположенность  к кровоточивости;

- недостаточность  кровообращения III стадии;

- беременность; системные  заболевания крови;

- злокачественные  новообразования;

- ишемическая болезнь  сердца с частыми приступами  стенокардии;

- острый инфаркт  миокарда и инсульт;

- вживленный электростимулятор;

- влажные марлевые  и гипсовые повязки;

- наличие инородных  металлических тел размером более  4 см2 вблизи крупного сосуда или нерва.

Действие магнитного поля на ткань

Нашу землю окружает магнитное поле. И все, что находится  на земле, в том числе люди, животные и растения, подвергаются воздействию  невидимых силовых линий этого  поля. В теле человека также имеется  свое магнитное поле, причем в разных органах оно может быть различным. В здоровом организме и в нормальных условиях имеется полное соответствие и взаимодействие внешних и внутренних магнитных полей.

Биофизики и врачи, изучающие физиологические процессы, происходящие под влиянием магнитного поля в организме человека. Прежде всего, отмечают важное влияние магнитного поля на систему кровообращения, состояние  кровеносных сосудов, активность переноса кислорода через кровь к окружающим тканям, транспортировку питательных  веществ через полупроницаемые  мембраны клеток. Резкое изменение  внешнего магнитного поля, например, при  магнитной буре или активной геомагнитной зоне всегда отрицательно сказывается  на самочувствии и здоровье. Однако избыток магнитного поля вещь временная. Есть более грозные его изменения.

Наш век характеризуется  бурным развитием техники, созданием  большого количества металлических  машин, изделий, конструкций. Вся эта  громадная металлическая масса  приводит к постоянному неправильному  перераспределению магнитного поля. Металлы притягивают магнитное  поле к себе, безжалостно лишая  его людей и животных. Именно таким  образом создается постоянный дефицит  магнитного поля человека и, как следствие, нарушение в работе различных  органов и систем организма, в  частности, системы кровообращения. Кстати, не исключено, что именно хронический  дефицит магнитного поля вывел частоту  сердечно-сосудистых заболеваний на первое место среди всех болезней.

Многие исследователи  считают, что постоянные магниты  улучшают циркуляцию крови, повышая  ее энергетический уровень и насыщая  ее кислородом, а улучшенный кровоток стимулирует естественные жизненные  силы организма, способствуя его  оздоровлению. Пока, несмотря на множество  различных областей применения и  изобилие выпускающихся приборов, магнитотерапия, по-видимому, не поддается столь  точному объяснению, чтобы оно  могло отвечать строгим требованиям  научности. Для получения действительно  научных результатов,

которые могли бы быть опубликованы в серьезных медицинских  журналах, необходимы глубокие исследования в ведущих медицинских центрах  и двухуровневые испытания, подтверждающие данные этих исследований.

Под влиянием магнитных  полей (ферменты, нуклеиновые кислоты, протеины и т.д.) происходит возникновение  зарядов и изменение их магнитной  восприимчивости. В связи, с чем  магнитная энергия макромолекул может превышать энергию теплового  движения, а поэтому магнитные  поля даже в терапевтических дозах  вызывают ориентационные и концентрационные изменения биологически активных макромолекул, что отражается на кинетике биохимических  реакций и скорости биофизических  процессов. Одним из важных регуляторных механизмов в живых системах является активность ионов. Она определяется, прежде всего, их гидратацией и связью с макромолекулами. При действии магнитных полей различающиеся  по своим магнитным и электрическим  свойствам компоненты системы (ион-вода, белок-ион, белок-ион-вода) будут совершать  колебательные движения, параметры  которых могут не совпадать. Последствием этого процесса будет освобождение части ионов из связи с макромолекулами  и уменьшение их гидратации, а, следовательно, возрастание ионной активности. Увеличение под влиянием магнитного поля ионной активности в тканях, является предпосылкой к стимуляции клеточного метаболизма.

Исходя из вышеперечисленных  механизмов действия, можно сказать, что постоянное магнитное поле влияет на ткани организма через диа- и парамагнитные эффекты.

По степени чувствительности различных систем организма к  магнитному полю первое место занимает нервная, затем эндокринная системы, органы чувств, сердечно-сосудистая, кровь, мышечная, пищеварительная, выделительная, дыхательная и костная системы.

Действие магнитного поля на нервную систему характеризуется  изменением поведения организма, его  условно-рефлекторной деятельности, физиологических  и биологических процессов. Это  возникает за счет стимуляции процессов  торможения, что объясняет возникновение  седативного эффекта и благоприятное  действие магнитного поля на сон, и  эмоциональное напряжение. Наиболее выраженная реакция со стороны ЦНС  наблюдается в гипоталамусе, далее  следуют кора головного мозга, гиппоками, ретикулярная формация среднего мозга. Это в какой-то степени объясняет сложный механизм реакции организма на воздействие магнитным полем и зависимость от исходного функционального состояния, в первую очередь нервной системы, а затем уже других органов.

Под влиянием магнитных  полей происходит повышение сосудистой и эпителиальной проницаемости, прямым следствием чего является ускорение  рассасывания отёков и введённых  лекарственных веществ. Благодаря  данному эффекту магнитотерапия нашла широкое применение при  травмах, ранах и их последствиях.

При воздействии  постоянного магнитного поля отмечается усиление метаболических процессов  в области регенерата кости (при  переломе), в более ранние сроки  появляются фибро - и остеобласты в зоне регенерации, процесс образования костного вещества происходит интенсивнее и в более ранние сроки. При влиянии магнитных полей возникает гипокоагуляционный эффект за счёт активации противосвёртывающей системы, уменьшения внутрисосудистого пристеночного тромбообразования и снижение вязкости крови посредством влияния магнитных полей малой интенсивности на ферментативные процессы, электрические и магнитные свойства элементов крови, принимающих участие в гемокоагуляции.

Воздействие магнитного поля оказывает значительное влияние  на обмен веществ в организме. При действии на отдельные системы  организма в сыворотке крови  увеличивается количество общего белка, глобулинов и повышается их концентрация в тканях за счёт а- и у- глобулиновых фракций. При этом происходит изменение структуры белков. При кратковременных ежедневных общих влияниях на организм магнитных полей снижается содержание пировиноградной и молочной кислот не только в крови, но также в печени и мышцах. При этом происходит увеличение содержания гликогена в печени. Под действием магнитного поля в тканях происходит снижение содержания ионов Na при одновременном повышении концентрации ионов К, что является свидетельством изменения проницаемости клеточных мембран. Отмечается снижение содержания Fe в мозге, сердце, крови, печени, мышцах, селезёнке и повышение его в костной ткани. Это перераспределение Fe связано с изменением состояния органов кроветворения. При этом повышается содержание Си в мышце сердца, селезёнке, семенниках, что активизирует адаптационно-компенсаторные процессы организма. Содержание Со понижается во всех органах и происходит его перераспределение между кровью, отдельными органами и тканями. Под влиянием магнитного поля биологическая активность Mg возрастает. Это приводит к уменьшению развития патологических процессов в печени, сердце, мышцах.

Характерным проявлением  действия магнитного поля на организм считается активация процессов  метаболизма углеводов и липидов, ведёт к уменьшению холестерина  крови.

Наиболее доказанным и имеющим наибольшее значение для  клиники является седативное, гипотензивное, противовоспалительное, противо-отёчное, болеутоляющее и трофико-регенераторное действие. При определённых условиях, а в частности при воздействии на крупные сосуды, магнитотерапия оказывает дезагрегационный и гипокоагуляционный эффекты, улучшает микро циркуляцию и регионарное кровообращение, благоприятно влияет на иммунореактивные и нейровегетативные процессы.