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一．微波段的电磁波热疗法； 应用波长1m～1mm(频率300～．300G)的特高频电磁波治疗疾病的方法称微波热疗法。 医用微波热疗分3个波段： 分米波(波长100～10cm，频率300～3 000MHz)、 厘米波(波长10～1cm，频率3 000～30 000MHz)、 毫米波(波长10～1mm，讲频率30 000～300 000MHz)。 微波热疗法常用的波长(频率)： ①分米波热疗法：69cm(433．9MHz)、33cm(915MHz)； ②厘米波热疗法：12．25cm(2450MlHz)，它的波长已超过厘米波段的范围，习惯称为微波热疗法，目前在临床正推广应用. 二、物理学和生物物理学特性 (一)物理学特性 分米波的波长介于超短波与红外线之间，它的某些物理特性具有无线电波的特性，也有类似光波的特性，例如，呈波束状传播，具有弥散性，遇到不同介质可产生反射、折射、散射、吸收。治疗时，分米波发生器产生的分米波必须通过特殊的传输系统(同轴电缆和辐射器)才能作用于人体。分米波治疗时由辐射器中的天线通过反射罩将微波能作用于人体，或由分米波辐射天线直接辐射人体(例如体腔内辐射治疗)，因此分米波电疗又称微波辐射治疗。 (二)生物物理学特性 当分米波辐射作用于机体时，一部分分米波能量被机体吸收，另一部分被体表及各层组 织界面反射，厘米波辐射于机体时的反射率为40. ％ ～50％。富于水分的组织对微波能 的吸收率较高，骨骼等组织对微波辐射的反射率较高。 分米波对人体组织的穿透能力与它的频率有关，频率高穿透能力弱，频率低则穿透能力 强。微波对组织的穿透能力与组织对微波能量的吸收率有相关的关系，组织的吸收率高 则微波对该组织的穿透力弱，反之则强。一般所提到的微波穿透深度(透入深度)是指微波能量降至起始值的37％处的深度，而不是微波能量完全被吸收的深度。微波不同频率对肌肉、脂肪的穿透深度见表. 微波不同频率对组织的穿透深度(era) 频率(MHz) 肌肉 脂肪 ------------------------------------------ 2450 1.7 3.04 ------------------------------------------------- 915 3.18 3.57 ------------------------------------------------- 750 11.2 17.7 ------------------------------------------------- 433．9 23.0 26.2 ------------------------------------------------- 表中所列微波不同频率对肌肉、脂肪组织的穿透深度数据，系微波辐射体外实验模型的均一性组织所得的结果。在实际工作中，微波辐射治疗的对象不是均一性组织，而是复合组织，各层组织间有不同的介面使微波辐射发生各种反射，微波对肌肉和脂肪组织穿透深度的差异反映了这两种组织对微波辐射能量吸收率的差异。微波对人体辐射治疗的作用深度视患者治疗部位组织结构和皮下脂肪厚度有所不同，厘米波辐射的有效作用深度可达7～9cm，毫米波辐射则大部被皮肤吸收。微波穿透能力的另一个概念是半价层(又称半吸收层)，所谓半价层是指微波能量降为起始值的50％时的深度，频率2450MHz的微波对均一性肌肉组织模型的辐射其半价层约为1．2cm，频率433MHZ对脂肪组织模型辐射的半价层约为15cm。 微波、射频.作用于人体组织都产生一系列的生物学效应，但各有特点。射频的能量有40％消耗在表浅组织，在皮肤和皮下脂肪产生高热，容易发生皮肤烫伤，对电阻率较高的深部组织(韧带、骨组织等)作用很弱；它们能较均匀的作用于较深的组织，对韧带、骨组织等也较容易透过。但射频采用电容场法治疗时很容易产生皮下脂肪过热，很难克服“皮下脂肪屏障”，影响对深部组织的作用。此外，射频的治疗功率也较难掌握。 分米波辐射治疗一般不会引起皮下脂肪过热，对肌肉等较深层组织的作用比射频作用更有效。 分米波的主要生物学效应与超短波相同也有热效应和非热效应，但由于分米波的物理学特性有别于超短波，故分米波的热效应、非热效应与超短波的热效应、非热效应有所不同。 1．热效应分米波辐射作用于机体，组织中的电解质离子随分米波频率高速振动，电质(偶极子)的束缚电荷也随微波频率作相应的位置移动，为克服所在媒质的粘滞性而耗损的分米波能量转变为热。实验表明，水能吸收波长3cm(10 000MHz)微波辐射能量98. 9／6，这是由于水分子的固有振动频率分米波的频率接近，产生共振，使水分子能最大限度的吸收微波辐射的能量，称之为共振吸收。同一频率的分米波辐射，电介常数较大的组织成分对分米波辐射能的吸收率也较高，水的电介常数较大，故富于水分的组织如肌肉、体液、肝、肾等的电介常数较大(表5—6)，对分米波能量的吸收率较高，因此在这些组织产热量高，温度升高显著。而骨骼、脂肪等含水量低的组织，对分米波辐射能的吸收率低，温度升高不明显。表5—6不同频率微波辐射人体某些 组织在37.1C时的电介常数. 也有学者用量子效应来解释分米波辐射对生物体产生的生物物理学效应：当分米波辐射的光量子能量正好相当于生物体分子不同能级的量子差值时，这个量子就被分子吸收，使它处于激发态，当分子恢复原来的非激发态时，释放所吸收的能量，从而产生热效应和非热效应。 实验显示，射频电场作用于离体的皮肤、脂肪、肌肉组织：当这些组织在足够的电场强度作用下，温度都有明显的升高，但以脂肪组织温度升高最显著；在分米波辐射作用下则以皮肤和肌肉组织温度升高最显著。分米波辐射治疗在人体组织产生的热场分布与射频治疗在组织产生的热场分布差别较大。 在分米波体表辐射治疗的条件下，皮肤和浅层肌肉组织温度升高较显著。被辐射分米波能量吸收与产生的热分布，决定于以下因素：分米波辐射的频率，辐射器的形状、结构，被辐射体的体表形态、电特性、多层面的模型与单一内容物模型相比，对分米波辐射能量的吸收有明显的差别。实验资料表明：采用微波半振子天线辐射器对动物全身辐射，当半振子天线轴线与动物躯体纵轴线平行时，平均辐射9min引起动物全身肌肉痉挛；若辐射器半振子天线轴线与动物纵轴线垂直，则辐射60min(同样的作用功率)动物也没有出现异常征象，说明被辐射体处于半振子天线辐射器不同的辐射方向对分米波能量吸收差别很大。 分米波的热效应与射频的热效应一样有使血管扩张、血流加快、组织细胞膜通透性高，改善局部组织营养代谢，促进组织再生等作用，同时还有解痉、止痛、促进炎症浸润吸收. 2．非热效应 由于分米波的频率比射频的频率更高，因此它的电磁震荡效应更显著。分米波的非热效应是显著的。 用波长32CM915MH的微波低功率辐射葡萄球菌、大肠杆菌、结核杆菌(肉汤培养基)10min，培养基温度升高至34℃(未达到杀菌温度)，发现细菌分裂停止，而且从微波辐射开始至细菌分裂停止的时间也较常规加热杀菌显著缩短。用波长60cm433MHZ的微波辐射(功率60w，30min)链球菌琼脂培养基，琼脂温度升高至32℃(传统加热灭菌，链球菌的灭菌温度为56℃)，有75％链球菌死亡。延长微波辐射的持续时间比增大辐射功率对链球菌的抑制和杀灭作用更显著说明微波的非热效应在杀菌中起主导作用. |
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