Диатермия — это электрически индуцированное тепло или использование высокочастотных электромагнитных токов в качестве формы физиотерапии и хирургических процедур. Первые наблюдения о реакции высокочастотных электромагнитных токов на организм человека были сделаны Жаком Арсеном д'Арсонвалем . [1] [2] [3] Пионер этой области был в 1907 году немецким врачом Карлом Францем Нагельшмидтом, который ввёл термин « диатермия» от греческих слов «dia» и «θέρμη therma» , что буквально означает «прогревание» (прил., диатермальный, диатермический).
Диатермия обычно используется для мышечной релаксации и для индукции глубокого нагрева тканей в терапевтических целях в медицине. Он используется в физиотерапии для подачи умеренного тепла непосредственно к патологическим очагам в более глубоких тканях тела.
Диатермию производят тремя методами: ультразвуком ( ультразвуковая диатермия ), коротковолновыми радиочастотами в диапазоне 1-100 МГц ( коротковолновая диатермия ) или микроволнами обычно в диапазонах 915 МГц или 2,45 ГГц ( микроволновая диатермия ). их проникающая способность. [4] Он оказывает физическое воздействие и вызывает спектр физиологических реакций.
Те же методы используются для создания более высоких температур тканей для разрушения новообразований (рака и опухолей), бородавок и инфицированных тканей; это называется лечением гипертермии . В хирургии диатермия используется для прижигания кровеносных сосудов и предотвращения чрезмерного кровотечения. Этот метод особенно ценен в нейрохирургии и хирургии глаза.
Идея о том, что высокочастотные электромагнитные токи могут оказывать терапевтическое воздействие, была независимо исследована примерно в одно и то же время (1890–1891) французским врачом и биофизиком Жаком Арсеном д'Арсонвалем и американским инженером сербского происхождения Николой Теслой . [1] [2] [3] д'Арсонваль изучал медицинское применение электричества в 1880-х годах, а в 1890 году провел первые систематические исследования влияния переменного тока на организм и обнаружил, что частоты выше 10 кГц не вызывают физиологическая реакция поражения электрическим током , но потепление. [2] [3] [5] [6] Он также разработал три метода, которые использовались для подачи высокочастотного тока на тело: контактные электроды, емкостные пластины и индуктивные катушки. [3] Никола Тесла впервые заметил около 1891 года способность токов высокой частоты производить тепло в организме и предложил ее использование в медицине. [1]
К 1900 году применение высокочастотного тока к телу было экспериментально использовано для лечения широкого спектра заболеваний в новой области медицины — электротерапии . В 1899 году австрийский химик фон Зайнек определил скорость теплопродукции в тканях как функцию частоты и плотности тока и впервые предложил использовать высокочастотные токи для глубокой термотерапии. [2] В 1908 году немецкий врач Карл Франц Нагельшмидт ввёл термин диатермия и провел первые обширные эксперименты на пациентах. [3] Нагельшмидт считается основателем этой области. В 1913 году он написал первый учебник по диатермии, который произвел революцию в этой области. [2] [3]
До 1920-х годов использовались шумные катушки Теслы с искровым разрядом и катушки Удена . Они были ограничены частотами 0,1–2 МГц, называемыми «длинноволновой» диатермией. Ток подавался непосредственно на тело контактными электродами, что могло вызвать ожог кожи. В 1920-х годах развитие ламповых машин позволило увеличить частоты до 10–300 МГц, что назвало «коротковолновой» диатермией. Энергия подавалась к телу с помощью индуктивных катушек из проволоки или емкостных пластин, изолированных от тела, что снижало риск ожогов. К 1940-м годам микроволновые печи начали использоваться экспериментально.
Физиотерапевты используют три формы диатермии: ультразвуковую , коротковолновую и микроволновую . Применение умеренного тепла посредством диатермии увеличивает кровоток, ускоряет обмен веществ и скорость диффузии ионов через клеточные мембраны. Фиброзные ткани сухожилий, суставных капсул и рубцов легче растягиваются под воздействием тепла, что облегчает скованность суставов, способствует расслаблению мышц и уменьшению мышечных спазмов.
Ультразвуковая диатермия использует высокочастотные акустические колебания, которые при прохождении через ткани преобразуются в тепло. Этот вид диатермии особенно полезен при доставке тепла к избранным мышцам и структурам, поскольку существует разница в чувствительности различных волокон к акустическим колебаниям; некоторые более поглощающие, а некоторые более рефлексивные. Например, в подкожно-жировой клетчатке сравнительно мало энергии преобразуется в тепло, а вот в мышечных тканях скорость преобразования в тепло гораздо выше.
Терапевтический ультразвуковой аппарат генерирует переменный ток высокой частоты, который затем преобразуется в акустические колебания. Аппарат медленно перемещают по поверхности обрабатываемой детали. Ультразвук является очень эффективным средством воздействия тепла, но его должен использовать только терапевт, который полностью осознает его потенциальную опасность и противопоказания к его использованию.
В аппаратах для коротковолновой диатермии используются две конденсаторные пластины, которые размещаются по обе стороны от обрабатываемой части тела. Другой способ применения — индукционные катушки, которые являются гибкими и могут быть отформованы так, чтобы соответствовать обрабатываемой части тела. Когда высокочастотные волны проходят через ткани тела между конденсаторами или катушками, они преобразуются в тепло. Степень нагрева и глубина проникновения частично зависят от поглощающих свойств и свойств сопротивления тканей, с которыми сталкиваются волны.
В операциях коротковолновой диатермии используются частоты диапазона ISM 13,56, 27,12 и 40,68 МГц. Большинство коммерческих машин работают на частоте 27,12 МГц и длине волны около 11 метров.
Коротковолновую диатермию обычно назначают для лечения глубоких мышц и суставов, покрытых тяжелыми мягкоткаными массами, например бедра. В некоторых случаях коротковолновая диатермия может применяться для локализации глубоких воспалительных процессов, например, при воспалительных заболеваниях органов малого таза . Коротковолновая диатермия также может использоваться для гипертермической терапии и электролизной терапии в качестве дополнения к лучевой терапии при лечении рака. Обычно гипертермию добавляют два раза в неделю перед облучением, как показано на фотографии клинического исследования 2010 года в клинике Mahavir Cancer Sansthan в Патне, Индия.
В микроволновой диатермии используются микроволны, радиоволны, частота которых выше, а длина волны короче , чем короткие волны, описанные выше. Микроволны, которые также используются в радиолокации , имеют частоту выше 300 МГц и длину волны менее одного метра. Большинство, если не все, терапевтические эффекты микроволновой терапии связаны с преобразованием энергии в тепло и его распределением по тканям организма. Этот режим диатермии считается самым простым в использовании, однако микроволны имеют относительно низкую глубину проникновения.
Микроволны нельзя использовать в высоких дозах на отечных тканях , над влажными повязками или вблизи металлических имплантатов в организме из-за опасности местных ожогов. Микроволны и короткие волны нельзя использовать на людях с имплантированными электронными кардиостимуляторами или рядом с ними.
Гипертермия , вызванная микроволновой диатермией, повышает температуру глубоких тканей с 41 °C до 45 °C с помощью электромагнитной энергии. Биологический механизм, регулирующий связь между тепловой дозой и процессом заживления мягких тканей с низким или высоким содержанием воды, с низкой или высокой перфузией крови, все еще находится в стадии изучения. Лечение микроволновой диатермией на частотах 434 и 915 МГц может быть эффективным при краткосрочном лечении скелетно-мышечных травм.
Гипертермия безопасна, если температура поддерживается ниже 45 °C или 113 °F. Однако абсолютной температуры недостаточно, чтобы предсказать ущерб, который она может нанести.
Гипертермия, вызванная микроволновой диатермией, вызывала кратковременное облегчение боли при установленной тендинопатии надостной мышцы.
Было доказано, что физические характеристики большинства устройств, используемых в клинических целях для нагрева тканей, неэффективны для достижения необходимых терапевтических режимов нагрева в диапазоне глубины повреждения ткани. Предварительные исследования, проведенные с новыми микроволновыми устройствами, работающими на частоте 434 МГц, продемонстрировали обнадеживающие результаты. Тем не менее, необходимо провести адекватно спланированные проспективные контролируемые клинические исследования для подтверждения терапевтической эффективности гипертермии на большом количестве пациентов, при длительном наблюдении и смешанных популяциях. [7]
Микроволновая диатермия используется при лечении поверхностных опухолей вместе с традиционной лучевой терапией и химиотерапией . Гипертермия применяется в онкологии уже более 35 лет, наряду с лучевой терапией, при лечении различных опухолей. В 1994 году гипертермия была внедрена в ряде стран Европейского Союза как метод применения в физической медицине и спортивной травматологии. Его использование успешно распространено на физическую медицину и спортивную травматологию в Центральной и Южной Европе.
Хирургическая диатермия обычно более известна как « электрохирургия ». (Иногда ее также называют « электрокаутерией », но значения см. ниже.) Электрохирургия и хирургическая диатермия предполагают использование высокочастотного переменного электрического тока в хирургии либо в качестве метода резки, либо для прижигания мелких кровеносных сосудов с целью остановки кровотечения. . Этот метод вызывает локальное жжение и повреждение тканей, зона которых контролируется частотой и мощностью устройства.
Некоторые источники [8] настаивают на том, что электрохирургия должна применяться к хирургическим операциям, выполняемым путем резки высокочастотным переменным током (AC), а «электрокаутеризация» использоваться только для практики прижигания нагретыми нихромовыми проволоками, питаемыми постоянным током (DC), поскольку в ручных аккумуляторных портативных инструментах для прижигания.
Диатермия, используемая в хирургии, обычно бывает двух типов. [9]
Ожоги от электрокоагуляции обычно возникают из-за неисправной заземляющей площадки или возникновения пожара. [11] Монополярная электрокоагуляция работает, потому что радиочастотная энергия концентрируется на небольшой площади поверхности хирургического инструмента. Электрическая цепь замыкается прохождением тока через тело пациента к проводящей подушечке, подключенной к радиочастотному генератору. Поскольку площадь поверхности подушечки велика по сравнению с кончиком инструмента, плотность энергии на подушечке достаточно низка, чтобы не произошло повреждения тканей в месте подушечки. [12] Однако возможно поражение электрическим током и ожоги, если цепь прервана или энергия каким-либо образом сконцентрирована. Это может произойти, если контактирующая поверхность подушечки мала, например, если электролитический гель подушечки высох, если подушечка отсоединяется от радиочастотного генератора или из-за металлического имплантата. [13] Современные электрокаутерные системы оснащены датчиками для обнаружения высокого сопротивления в цепи, что может предотвратить некоторые травмы.
Как и при всех формах применения тепла, необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать ожогов во время диатермических процедур, особенно у пациентов со сниженной чувствительностью к теплу и холоду. При использовании электрокаутеризации сообщалось о случаях возникновения вспышек пожара в операционной, связанных с выделением тепла, соответствующим точкам химического воспламенения, особенно в присутствии повышенных концентраций кислорода, связанных с анестетиком.
Высказывались также опасения по поводу токсичности хирургического дыма, образующегося при электрокоагуляции. Было доказано, что он содержит химические вещества, которые могут нанести вред пациентам, хирургам и персоналу операционной. [14]
У пациентов, которым хирургически имплантирована система стимулятора спинного мозга (SCS), диатермия может вызвать повреждение тканей за счет энергии, передаваемой в имплантированные компоненты SCS, что приведет к серьезной травме или смерти. [15]
Устройства медицинской диатермии использовались для создания помех немецким радиолучам, использовавшимся для нацеливания ночных бомбардировок во время Второй мировой войны во время Битвы лучей .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )