stringtranslate.com

Импульсная радиочастота

Импульсная радиочастота — это метод, при котором колебания радиочастоты (РЧ) стробируются со скоростью импульсов (циклов) в секунду (один цикл в секунду известен как герц (Гц)). Энергии радиочастот занимают1,0 × 10 4  Гц до3,0 × 10 11  Гц электромагнитного спектра . Радиочастотная электромагнитная энергия обычно вырабатывается электрическими цепями ВЧ , подключенными к преобразователю , обычно антенне . [1]

Импульсные радиочастотные волны

На рисунке ниже показан пример обобщенной формы импульсной радиочастотной волны, наблюдаемой с помощью осциллографа с антенным зондом. В этом примере имеется 1000 импульсов в секунду (частота импульсов один килогерц ) с шириной стробируемого импульса 42 мкс. Частота пакета импульсов в этом примере составляет 27,125  МГц радиочастотной энергии. Рабочий цикл для импульсной радиочастоты представляет собой процент времени, в течение которого радиочастотный пакет находится на связи, 4,2% для этого примера ([0,042 мс × 1000 импульсов, деленных на 1000 мс/с] × 100). Форма пакета импульсов может быть квадратной , треугольной , пилообразной или синусоидальной . [1] В нескольких приложениях импульсной радиочастоты, таких как радар, [2] время между импульсами может быть модулировано.

Частота пакета импульсов в этом примере составляет 27,125 МГц радиочастотной энергии.

Использование в радарах

Наиболее понятным и применяемым применением импульсной радиочастотной электромагнитной энергии является ее использование в радарах . [3] Применение радаров разнообразно и применяется в военных, гражданских и космических исследованиях. Радар основан на отражении или рассеивании импульсных радиочастотных волн, излучаемых передатчиком, которые затем обнаруживаются антенной, которая затем определяет дальность, скорость и направление объектов. В большинстве случаев передатчик и детектор располагаются в одном месте. Радиочастоты, используемые с радаром, составляют от 3 МГц до 300 ГГц в зависимости от типа и применения.

Терапевтическое применение

Импульсные радиочастотные поля — это новая технология, используемая в медицине для лечения опухолей, сердечных аритмий, хронических и послеоперационных болей, переломов костей и ран мягких тканей. Существуют две общие категории терапии импульсными радиочастотными полями на основе механизма их действия: тепловая [4] и нетепловая (атермическая). [5]

В то время как тепловая радиочастотная абляция для опухолей и сердечной аритмии используется уже более 25 лет, в настоящее время разрабатывается нетепловая импульсная радиочастота для абляции сердечной аритмии и опухолей. Метод использует импульсную радиочастотную энергию, подаваемую через катетер на частотах 300–750 кГц в течение 30–60 секунд. Тепловая импульсная радиочастота использует преимущество высокого тока, подаваемого фокально электродом, для абляции интересующей ткани. Обычно достигаемая температура ткани/электрода составляет 60–75 °C, что приводит к очаговому разрушению ткани. Тепловая импульсная радиочастотная абляция также использовалась для поражения периферических нервов с целью уменьшения хронической боли . [6] [7]

Нетермические терапевтические применения импульсной радиочастоты в настоящее время используются для лечения боли и отеков , хронических ран и восстановления костей. Технологии импульсной радиочастотной терапии описываются аббревиатурами ЭМП (электромагнитное поле), ПЭМП (импульсные электромагнитные поля), [8] [9] ПРФ (импульсные радиочастотные поля) и ПРФЭ [10] [11] (импульсная радиочастотная энергия).

Эти технологии различались по своей электрической и магнитной энергии поля, а также по длине импульса, рабочему циклу, времени лечения и способу доставки. Хотя импульсная радиочастота использовалась в медицинских целях в течение десятилетий, сейчас начинают появляться рецензируемые публикации, оценивающие эффективность и физиологический механизм(ы) этой технологии.

Потенциальные эффекты нетепловых ПЭМП наблюдаются на некоторых типах клеток человека с различной чувствительностью, в то время как данные свидетельствуют о том, что частоты выше 100 Гц, плотности магнитного потока от 1 до 10 мТл и хроническое воздействие более 10 дней будут более эффективными для установления некоторого клеточного ответа. [12]

Природные источники

Естественные источники импульсной радиочастоты существуют в форме звезд, называемых пульсарами . Пульсары были обнаружены в 1967 году с помощью радиотелескопа . [13] Считается, что эти звезды являются быстро вращающимися нейтронными звездами . Эти звезды обладают мощными магнитными полями, которые заставляют звезду излучать сильные радиочастоты. Пульсары разных размеров пульсируют с разной частотой.

Ссылки

  1. ^ ab Справочник ARRL для радиолюбителей . Ньюингтон, Коннектикут: Американская лига радиорелейной связи . 1997. ISBN  0872591743. [ нужна страница ]
  2. ^ Ле Шевалье, Франсуа. Принципы обработки сигналов радаров и сонара , Artech House, Бостон, Лондон, 2002. ISBN 1-58053-338-8 [ нужна страница ] 
  3. ^ Сколник, Меррилл, И., Введение в радиолокационные системы , McGraw-Hill, 2001, ISBN 0-07-066572-9 
  4. ^ Газель, GS; Голдберг, SN; Солбиати, L.; Ливраги, T. (декабрь 2000 г.). «Аблация опухоли с помощью радиочастотной энергии». Радиология . 217 (3): 634. doi :10.1148/radiology.217.3.r00dc26633. PMID  11110923.
  5. ^ Pilla, A., A., ред. "Механизм и терапевтическое применение переменных во времени и статических магнитных полей". 3-е изд. Биологические и медицинские аспекты электромагнитных полей , ред. F. Barnes, S., Greenebaum, B. 2007, CRC Press : Boca Raton. 449, ISBN 978-0849395383 [ нужна страница ] 
  6. ^ Георгий Микеладзе; Рамон Эспиналь; Роберт Финнеган; Джеймс Рутон; Дэн Мартин (июль 2002 г.). «Применение импульсной радиочастоты при лечении хронической боли в зигапофизарном суставе». The Spine Journal . 3 (5): 360–362. doi :10.1016/S1529-9430(03)00065-2. PMID  14588947.
  7. ^ Шерман, РА; Акоста, НМ; Робсон, Л. (1999). «Лечение мигрени пульсирующими электромагнитными полями: двойное слепое плацебо-контролируемое исследование». Головная боль . 39 (8): 567–575. doi : 10.1046/j.1526-4610.1999.3908567.x . PMID  11279973. S2CID  36937154.
  8. ^ Бассетт, Калифорния (1989). «Фундаментальные и практические аспекты терапевтического использования импульсных электромагнитных полей (ПЭМП)». Критические обзоры в биомедицинской инженерии . 17 (5): 451–529. PMID  2686932.
  9. ^ Шупак, Наоми М.; Прато, Фрэнк С.; Томас, Алекс В. (декабрь 2003 г.). «Терапевтическое использование воздействия импульсного магнитного поля: обзор». URSI Radio Science Bulletin . 2003 (307): 9–32. doi :10.23919/URSIRSB.2003.7909506 (неактивен 2024-09-12). ISSN  1024-4530.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2024 г. ( ссылка )
  10. ^ Porreca, EG; Giordano-Jablon, GM (2008). «Лечение тяжелых (стадии III и IV) хронических пролежней с использованием импульсной радиочастотной энергии у пациента с квадриплегией». ePlasty . 8 : e49. PMC 2568079. PMID 19008935  . 
  11. ^ Фрикберг, Роберт; Тирни, Эдвард; Таллис, Артур; Клоцбах, Тоша (2009). «Индукция пролиферации клеток: заживление хронических ран с помощью низкоэнергетических импульсных радиочастот». Международный журнал ран нижних конечностей . 8 (1): 45–51. doi :10.1177/1534734608329783. PMID  19129202. S2CID  206747802.
  12. ^ Мансурян, Махса; Шаней, Ахмад (29.07.2021). «Оценка эффектов импульсного электромагнитного поля: систематический обзор и метаанализ основных моментов двух десятилетий исследований in vitro». BioMed Research International . 2021 : 1–22. doi : 10.1155/2021/6647497 . ISSN  2314-6133. PMC 8342182. PMID 34368353  . 
  13. ^ Берк, Б.Ф. , Грэхем-Смит, Ф. , Введение в радиоастрономию , Cambridge University Press, 2001, ISBN 0521554543 [ нужна страница ]