高频电疗法
高频电疗法是应用频率高于100kHz的振荡电流及其所形成的电磁场治疗疾病的方法。1892年D’Arsonval首先应用火花式高频振荡电流,20世纪初开始将中波用于临床治疗,尔后用短波和超短波对病人进行过有效的治疗。第二次世界大战后,厘米波和分米波相继应用于临床治疗。我国在解放后,高频电疗的应用获得了迅速的发展。
医用高频电流的频率及波长的分类见下表。
人体组织是由很多无机物质和有机物质所组成的复杂机体,其中有导电成分的电解质,也有非导电成分的电介质,故人体既具有电阻性质,也具有电容性质,如细胞内液和细胞外液是电解质溶液为良导体,而细胞膜是
医用高频电流的频率与波长
波段 | 频率 MHz | 波长 m | 常用频率 MHz | 常用波长 m | 电疗名称 |
长波 中波 短波 | 0.1~1 1~3 3~30 | 3000~300 300~100 100~10 | 0.15~1 1.625 13.56 27.12 | 2000~300 184 22.124 11.062 | 达松伐疗法 中波疗法 短波疗法 |
超短波 | 30~300 | 10~1 | 40.68 50 | 7.374 6 | 超短波疗法 |
微波 | 300~300000 | 1~0.001 | 433.92 915 2450 | 0.69 0.33 0.1224 | 微波疗法 |
电介质为不良导体,故细胞内液,细胞膜和细胞外液三者统一看来具有电容性质。在恒定电场或频率较低的交变电场作用下,人体内电子或离子的移动所产生的电流称为传导电流,为克服人体的阻力而引起的能量耗损称为欧姆耗损; 在高频电场中由于电场方向迅速变换,处于电场内的各种离子不能定向移动,而只能在其原位上振动。电介质内几乎没有自由离子,而含有等量正负电荷的原子或分子,正负电荷中心重合者称为无极分子;不重合者称为有极分子或偶极子。在高频电场作用下,可使无极分子内部的正、负电荷位置发生移动,从而变为有极分子即偶极子; 有极分子可从原来不规则的排列状态按电场方向排列起来即偶极子取向。不断交替变化的高频电场使有极分子(偶极子)不断取向而转动,无极分子因其束缚电荷的位移而极化,并取向转动由此而产生的电流称为位移电流; 为克服电介质的阻力而引起的能量耗损称为介质耗损。高频电场作用于人体时,电场内的各种离子和带电的胶体颗粒发生快速的振动,偶极子反复转动,致其本身之间并与周围媒质互相摩擦,在电场强度足够的情况下,一部分电能转变为热能。电能的耗损于频率较低时以欧姆耗损为主; 于频率较高时以介质耗损为主。高频电流较易通过人体内具有电容性质的组织。电容对交流电的阻力为容抗(Xc),其大小可据公式:Xc=1/2πfc,式中π为常数,f为频率,c为电容。据此,当高频电作用于人体时、随频率的增加,则组织的容抗下降,因此频率愈高的高频电愈易通过人体组织。当高频电流通过人体时,因可产生热,故对人体具有热效应,这种热效应具有一定的特殊性; 但处于电场内的离子,偶极子发生的振动和转动在不能测量出温度变化的情况下,仍可引起一系列的物理、化学和生物特性的改变,基于这些改变而产生的生物学效应称为非热效应。高频电流作用于人体时,由于不能使离子发生定向移动,故无电解作用; 同时由于高频电流不能引起神经肌肉的极化作用,故不会引起这些组织兴奋性的改变。此外人体中含有顺磁物质,其μ(导磁系数)>1; 也含有逆磁物质, 其μ<1, 以及铁磁物质, 其μ≫1。 在组织中这三种物质常混杂地存在,因此人体总的μ接近1。
各种高频电疗法在组织内所形成的热能分布不同,如中波疗法以传导电流为主,大量的热能分布在皮表及皮下组织,深部脏器及骨质的热能分布较少,其热能分布的特点是表浅而不均匀。应用短波与超短波的电容电极双极对置于脂肪-肌肉-骨质所组成的标本试块时,在以电场为主的作用下,热作用深达脂肪中所形成的热能量大,升温最高; 电极愈靠近组织试块,则脂肪层中升温愈高,可产生脂肪过热现象; 如将电极适当地远离试块时,则可减少脂肪层中的温度; 说明在采用电容电极治疗时,电极与人体之间空气间隙的大小与脂肪层中热能的分布有很大的关系。应用短波与超短波的电缆电极治疗时,可有磁场和电场共同的作用,但以前者为主。热能的分布多在肌肉层及电阻率小的组织,可深达5~8cm,在脂肪层中的热能分布较电容电极为少。目前所采用的短波涡流电极,即在于减少电缆中的电场作用,突出磁场作用,以避免脂肪层过热且作用较深。厘米波与分米波疗法,均采用辐射电极,二者的治疗作用基础是电场和磁场,其电磁能量可穿透较厚的脂肪层,大部分能量为肌肉层所吸收。
在作用深度方面分米波较厘米波明显,如在肌肉层中厘米波作用深度为1~1.2cm,而分米波可达2.5~3cm。在实际工作中,可根据疾病特点、部位等,选择适宜的方法。
高频电疗法对恶性肿瘤,活动性肺结核,出血,心力衰竭,急性化脓性炎症,装有心脏起搏器者均属禁忌。但小剂量的超短波疗法对急性化脓性炎症,大剂量的短波或微波疗法对恶性肿瘤不属禁忌(见“高频加温治癌”)。