stringtranslate.com

Импульсная радиочастота

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

Импульсные радиочастотные сигналы

На рисунке ниже показан пример обобщенной импульсной радиочастотной формы сигнала, видимой 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 равен проценту времени, в течение которого радиочастотный пакет включен, в этом примере 4,2% ([0,042 мс × 1000 импульсов, разделенные на 1000 мс/с] × 100). Форма пакета импульсов может быть квадратной , треугольной , пилообразной или синусоидальной . [1] В некоторых применениях импульсной радиочастоты, таких как радар, [2] время между импульсами можно модулировать.

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

Использование в радаре

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

Терапевтическое использование

Импульсные радиочастотные поля — это новая технология, используемая в медицинской сфере для лечения опухолей, сердечных аритмий, хронической и послеоперационной боли, переломов костей и ран мягких тканей. По механизму действия различают две основные категории импульсной радиочастотной полевой терапии: термические [4] и нетепловые (атермальные). [5]

В то время как тепловая радиочастотная абляция опухолей и сердечной аритмии используется уже более 25 лет, в настоящее время разрабатывается нетепловая импульсная радиочастотная абляция для абляции сердечных аритмий и опухолей. В этом методе используется импульсная радиочастотная энергия, подаваемая через катетер на частотах 300–750 кГц в течение 30–60 секунд. Тепловые импульсные радиочастоты используют сильный ток, подаваемый фокально электродом, для абляции интересующей ткани. Обычно достигаемая температура ткани/электрода составляет 60–75 °C, что приводит к очаговому разрушению ткани. Теплоимпульсная радиочастотная абляция также применяется при повреждении периферических нервов с целью уменьшения хронической боли . [6] [7]

Нетермическое терапевтическое использование импульсной радиочастоты в настоящее время используется для лечения боли и отеков , хронических ран и восстановления костей. Технологии импульсной радиочастотной терапии обозначаются аббревиатурами EMF (электромагнитное поле), PEMF (импульсные электромагнитные поля), [8] [9] PRF (импульсные радиочастотные поля) и PRFE [10] [11] (импульсная радиочастотная энергия).

Эти технологии различаются по энергии электрического и магнитного поля, а также по длине импульса, рабочему циклу, времени обработки и способу доставки. Хотя импульсная радиочастота использовалась в медицинских целях на протяжении десятилетий, сейчас начинают появляться рецензируемые публикации, оценивающие эффективность и физиологические механизмы, посвященные этой технологии.

Потенциальные эффекты нетепловых PEMF 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 в установление некоторого клеточного ответа. [12]

Природные источники

Естественные источники импульсной радиочастоты существуют в виде звезд, называемых пульсарами . Пульсары были открыты в 1967 году с помощью радиотелескопа . [13] Эти звезды считаются быстро вращающимися нейтронными звездами . Эти звезды обладают мощными магнитными полями, которые заставляют звезду излучать сильные радиочастоты. Пульсары разных размеров пульсируют с разной скоростью.

Рекомендации

  1. ^ ab Справочник ARRL для радиолюбителей . Ньюингтон, Коннектикут: Американская лига радиорелейной связи . 1997. ISBN  0872591743 . [ нужна страница ]
  2. ^ Ле Шевалье, Франсуа. Принципы обработки радиолокационных и гидролокационных сигналов , Artech House, Бостон, Лондон, 2002. ISBN 1-58053-338-8 [ нужна страница ] 
  3. ^ Скольник, Меррилл, И., Введение в радиолокационную систему , McGraw-Hill, 2001, ISBN 0-07-066572-9 
  4. ^ Газель, GS; Гольдберг, С.Н.; Солбиати, Л.; Ливраги, Т. (декабрь 2000 г.). «Аблация опухоли радиочастотной энергией». Радиология . 217 (3): 634. doi :10.1148/radiology.217.3.r00dc26633. ПМИД  11110923.
  5. ^ Пилла, А., А., изд. «Механизм и терапевтическое применение изменяющихся во времени и статических магнитных полей». 3-е изд. Биологические и медицинские аспекты электромагнитных полей , под ред. Ф. Барнс, С., Гринбаум, Б. 2007, CRC Press : Бока-Ратон. 449, ISBN 978-0849395383 [ нужна страница ] 
  6. ^ Георгий Микеладзе; Рамон Эспиналь; Роберт Финнеган; Джеймс Рутон; Дэн Мартин (июль 2002 г.). «Применение импульсной радиочастоты в лечении хронической боли в лучезапястных суставах». Журнал позвоночника . 3 (5): 360–362. дои : 10.1016/S1529-9430(03)00065-2. ПМИД  14588947.
  7. ^ Шерман, РА; Акоста, Нью-Мексико; Робсон, Л. (1999). «Лечение мигрени пульсирующими электромагнитными полями: двойное слепое плацебо-контролируемое исследование». Головная боль . 39 (8): 567–575. дои : 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 (ИЭМП)». Критические обзоры в области биомедицинской инженерии . 17 (5): 451–529. ПМИД  2686932.
  9. ^ Шупак, Наоми М.; Прато, Фрэнк С.; Томас, Алекс В. (декабрь 2003 г.). «Терапевтическое использование воздействия импульсного магнитного поля: обзор». Радионаучный бюллетень URSI . 2003 (307): 9–32. doi :10.23919/URSIRSB.2003.7909506 (неактивен 31 января 2024 г.). ISSN  1024-4530.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )
  10. ^ Поррека, Э.Г.; Джордано-Яблон, генеральный менеджер (2008). «Лечение тяжелых (стадии III и IV) хронических пролежней с использованием импульсной радиочастотной энергии у пациентов с параличом нижних конечностей». Эпластика . 8 : е49. ПМК 2568079 . ПМИД  19008935. 
  11. ^ Фрикберг, Роберт; Тирни, Эдвард; Таллис, Артур; Клоцбах, Тоша (2009). «Индукция пролиферации клеток: лечение хронических ран с помощью низкоэнергетической импульсной радиочастоты». Международный журнал ран нижних конечностей . 8 (1): 45–51. дои : 10.1177/1534734608329783. PMID  19129202. S2CID  206747802.
  12. ^ Мансуриан, Махса; Шаней, Ахмад (29 июля 2021 г.). «Оценка эффектов импульсного электромагнитного поля: систематический обзор и метаанализ основных моментов двух десятилетий исследований in vitro». БиоМед Исследования Интернэшнл . 2021 : 1–22. дои : 10.1155/2021/6647497 . ISSN  2314-6133. ПМЦ 8342182 . ПМИД  34368353. 
  13. ^ Берк, Б.Ф. , Грэм-Смит, Ф. , Введение в радиоастрономию , Cambridge University Press, 2001, ISBN 0521554543 [ нужна страница ]