電磁場與微波技術(shù)教學(xué)資料 微波與醫(yī)學(xué)ppt課件

1、 微波與醫(yī)學(xué)2021051829 楊燕華微波微波 微波是指頻率從300MHZ到300GHZ范圍內(nèi)的電磁波，由電生成，具有電與磁的雙重屬性。微波的根本性質(zhì)通常呈現(xiàn)為穿透穿越、反射、吸收三個特性。遇玻璃、塑料和瓷器等介質(zhì)時，微波幾乎全部穿越它們而不被吸收。遇水、食物、生物組織時微波就會吸收產(chǎn)生熱效應(yīng)。來源來源 1968年，加拿大學(xué)者Webb發(fā)表了世界上首篇關(guān)于毫米波具有可抑制細菌生長的生物效應(yīng)論文。 隨后他又報道過微生物對毫米波存在類似諧振的能量吸收諧振點，指出了正常細胞和癌細胞對毫米波具有不同的吸收諧振點。以后，俄、美、德、法和中國等許多國家的科學(xué)家都做了大量的根底實驗研討和臨床驗證任務(wù)。結(jié)果闡

2、明低能量密度的毫米波照射能引起明顯的生物效應(yīng)，同時在毫米波臨床運用上也積累了大量有價值的資料。 微波熱效應(yīng)微波熱效應(yīng)人體組織是由各種有機與無機化合物組成，這些物質(zhì)在電學(xué)上可具有不同的特性，例如人體內(nèi)鈉、鉀、鈣、碘、鐵等多種無機離子，它們在微波電磁場中忽而被吸引，忽而被排斥，構(gòu)成電場方向的振動，振動時離子間的相互摩擦以及和周圍媒質(zhì)間的摩擦產(chǎn)生了熱。人體膠體組織本來并不顯電性，但部分膠體顆粒吸附周圍的離子也會呈現(xiàn)電性，構(gòu)成帶電的膠體，這些物質(zhì)在微波場作用下亦產(chǎn)生類似離子的摩擦碰撞運動而產(chǎn)生熱。微波熱效應(yīng)微波熱效應(yīng)人體組織中的肌肉、脂肪、蛋白、內(nèi)臟、血液、淋巴液等在電學(xué)上均屬電介質(zhì)，它們含有大量水分

3、。水是極性分子，水分子所帶的正電和負電作用中心重合，通常情況下不呈現(xiàn)電特性。在微波電磁場下水分子極化，水分子的正電和負電作用中心不重合，構(gòu)成電學(xué)中的電偶極子并按高頻瞬間場的方向重新陳列，使之發(fā)生急劇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦熱。微波熱效應(yīng)在治療癌癥中的運用微波熱效應(yīng)在治療癌癥中的運用 微波治療腫瘤包括兩種機制：一種是微波溫?zé)嶂委?，其機制主要是由于癌細胞對溫度的敏感性高于正常細胞。方法是經(jīng)過微波輻射器將腫瘤溫度提高至4143，可將癌細胞殺死而維護腫瘤周圍的正常細胞，這個方法在臨床上獲得了很好效果。另一種是微波熱凝固治療腫瘤，其原理是運用54或者60以上高溫直接呵斥腫瘤細胞的凝固性壞死。詳細就是經(jīng)過大功率的微波

4、輻射器直接照射腫瘤，使其中心溫度達60 以上呵斥腫瘤細胞的碳化和凝固壞死。不過，這種方法對組織定位以及平安性提出了更高的要求。微波凝固術(shù)在醫(yī)療中運用微波凝固術(shù)在醫(yī)療中運用v 采用不同的特殊幅射器如針狀、刀狀以及桿狀幅射器，經(jīng)過較高能量幅射，對組織進展部分更高溫加熱，以使組織產(chǎn)生部分凝固，普通部分溫度高達6070。v 無出血或出血甚少，因此特別適宜于血液分布多的軟組織手術(shù)v 切口不需殺菌消毒，亦不需縫合或結(jié)扎v 由于部分凝固，因此對周圍組織損傷少v 目前，微波凝固術(shù)已被運用于肝、脾手術(shù)中，胃出血的止血、子宮出血的止血等等。微波理療微波理療 微波理療是將微波能集中照射到病變組織部位，被人體軟組織吸

5、收。由于微波是高頻電磁場，它可以穿透入人體組織內(nèi)部，因此這種生物效應(yīng)不僅局限在人體表皮產(chǎn)生，而在被照射到的全部組織上從表皮到深部同時產(chǎn)生上述微波生物效應(yīng)。表現(xiàn)出部分組織溫度上升，導(dǎo)致促進機體血液循環(huán)、加強新陳代謝、提高免疫功能和改善部分營養(yǎng)等一系列生物學(xué)作用，在傷口愈合治療中可加速傷口部位新穎肉芽組織生長，提高組織再生才干。微波理療微波理療 經(jīng)過動物實驗、病理分析及大量臨床驗證闡明，在促進傷口愈合、軟組織損傷等臨床治療中有消炎、緩解疼痛和促進水腫液吸收作用。微波對微生物細菌有殺傷作用，因此在外傷傷口愈合治療中有降低感染率效果。微波針灸微波針灸v把古老的針灸技術(shù)與微波能量輻射結(jié)合起來，產(chǎn)生一種新

6、型治療方法-微波針灸。它不同于古老的針灸法，采用無針針灸。防止交叉感染，特別是經(jīng)過血液的交叉感染。這中間不僅存在類似針灸的穴位刺激作用，而且還包含微波產(chǎn)生熱效應(yīng)等。v臨床實驗證明，微波針灸對近10種疑問病癥有明顯療效。如面神經(jīng)麻木、偏頭痛、腦血栓后遺癥等。我國正在研制電腦控制新型無針微波針灸儀。微波微波VS激光激光v微波遇透明物質(zhì)時，其透過量大于激光，激光透不過，而微波那么能透過；v微波輻射天線插入組織內(nèi)，遇組織粘連在天線上仍能輻射。激光的光導(dǎo)纖維插入組織內(nèi)，遇上述情況那么急劇減弱直到不能出光；v在同樣強度下，微波凝固量大于激光，呈現(xiàn)表里同時凝固狀。而激光那么呈由表及里狀；遇到直徑3mm左右的

7、血管時，微波可不穿破管壁就封鎖血管，而激光往往需求穿破管壁；微波微波VS激光激光v微波摧毀組織直至碳化無煙霧產(chǎn)生，而激光那么因氣化產(chǎn)生大量煙霧，這不僅添加處置費事、增大本錢，而且污染環(huán)境，刺激術(shù)者；v微波與激光止血效果均好，日本學(xué)者以為微波屬第一位，因止血后不再出血，激光那么有出血情況；v激光運用取決于光纖，制造插入組織的光纖難度大，極易損壞，一旦折斷，有能夠殘留組織內(nèi)成為異物。微波天線是金屬資料，不易折斷。微波治療的優(yōu)點微波治療的優(yōu)點v采用高頻率部分輻射，在較小的微波功率輸出條件下，即可到達預(yù)期的治療效果。微波對人體組織的熱效應(yīng)效率高、穿透力強、具有內(nèi)外同時產(chǎn)生熱的優(yōu)點。微波在人體組織內(nèi)產(chǎn)生

8、熱量，作用可達5-8厘米，可穿透衣物和石膏等體表覆蓋物，直達病灶部位促進血液循環(huán)、水中吸收和新肉芽生長。體表式輻射器便于擺位人體表各部位，不受患者坐、臥影響，從而讓患者運用覺得更溫馨、操作更簡單。 微波治療的優(yōu)點微波治療的優(yōu)點v適用范圍廣，治療多種疾病，治療中無苦楚、無創(chuàng)傷、無副作用和不良反響，具有消炎、活血、止痛之效果。 v微波治療不需求出去衣物即可治療，因此即使是人體為難部位治療也不需求它以逃避，可以在休閑和文娛中解除病痛。 v微波在脂肪與肌肉產(chǎn)生熱的比例接近1短波和超短波在電極作用下脂肪溫升與肌肉溫升至比約為9比1，即微波熱效應(yīng)比較均勻，即使在較深部位肌肉層仍有顯著熱效應(yīng)。因此，即使較深

9、部位病癥已可到達較好療效 微波治療機微波治療機目前，常規(guī)的微波治療儀主要由微處置器、高壓開關(guān)電源、磁控管、線性電源、微波電纜、探頭(即輻射器)、傳感器等幾部分組成。 微處置器用來控制整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。脈寬調(diào)制式高壓開關(guān)電源產(chǎn)生磁控管所需的高壓，經(jīng)過對高壓直流電流的反響控制，來穩(wěn)定磁控管的輸出功率，線性電源那么提供穩(wěn)定的直流電壓給燈絲供電。磁控管采用醫(yī)療公用磁控管，微波電纜(波導(dǎo))用來傳輸微波，探頭(即微波輻射器)作用于病人患部組織進展治療。傳感器用來監(jiān)測磁控管的輸出功率以及進展溫度控制。其中，磁控管是微波治療儀的中心部件，它是微波的發(fā)射源，由陽極、諧振腔、陰極和磁場組成，當(dāng)給磁控管燈絲加上一

10、定大小的直流電壓，使陰極加熱，同時陽極和陰極之間加上直流陽極高壓，陰極所發(fā)射的電子在強磁場作用下飛向陽極，陽極上有多個小的諧振腔，當(dāng)電子打到陽極之前在這些諧振腔內(nèi)發(fā)生振蕩，得到所需的諧振頻率。由于陽極高壓與磁控管微波發(fā)射功率成一定的線性關(guān)系，因此經(jīng)過控制陽極電壓值可以準(zhǔn)確地定時、定量發(fā)射微波功率。所以，磁控管決議了微波治療儀的任務(wù)頻率、輸出功率，磁控管的優(yōu)劣直接決議了儀器的性能。 磁控管由于其性能穩(wěn)定、價錢廉價曾經(jīng)成為目前市場上微波發(fā)射源的首選，不過磁控管具有體積和分量大且不易集成的缺陷，使其運用遭到了限制。微波發(fā)射源也可以由微波電子管產(chǎn)生，微波電子管具有體積小、性能穩(wěn)定及可以分源等優(yōu)點，在進

11、口的微波治療儀中可以見到，不過由于其價錢昂貴而不易于推行運用。微波固態(tài)源作為另一種微波發(fā)射源，具有體積小、價錢低、鞏固耐用和便于集成等優(yōu)點，曾經(jīng)遭到越來越多人的青睞，在未來微波治療儀器的開發(fā)中有望成為最正確微波源。微波熱效應(yīng)微波熱效應(yīng) 當(dāng)微波能量低時，產(chǎn)熱低、加強部分血液循環(huán)，加快部分代謝，加強部分的免疫才干，能有效的改善部分的血液循環(huán)，促進水腫吸收，消炎止痛； 當(dāng)微波能量大時，產(chǎn)熱高，可使蛋白量變性，凝固，壞死，此時微波具有燒灼，切割的作用。在手術(shù)中微波治療是以其優(yōu)良的止血效果，先進的作用原理，微小的組織損傷無碳化被喻為取代電灼冷凍，激光的新技術(shù)。微波理療本卷須知微波理療本卷須知 患者體內(nèi)有

12、金屬植入物，除專門醫(yī)囑外，普通不可治療。助聽器應(yīng)從病人身上拿走。 植入心臟起搏器或心臟電極的病不能接受微波治療。心臟起搏器或心臟電極金屬物品，而微波是一種高頻電磁波，當(dāng)金屬在微波治療儀電磁場的作用下，產(chǎn)生高熱，會燙傷植入人體內(nèi)的心臟起搏器或心臟電極周圍的組織細胞。 裝有金屬節(jié)育環(huán)的婦女治療盆腔炎要服從醫(yī)囑。 治療部位有嚴(yán)重血循環(huán)妨礙，感溫愚鈍或喪失者慎用 出血傾向的患者禁用。 嚴(yán)重部分水腫及全身性感染疾病患者禁用。 高熱患者及糖尿病患者慎用。 嚴(yán)禁對眼部位進展照射 眼睛是人體對微波比較敏感和易受損傷的器官。一方面眼睛的晶狀體含有較多的水分，能吸收較多的微波能量；另一方面血管又較少，不易帶走過量的熱。在微波照射下，能夠眼的表層組織角膜還沒有出現(xiàn)損傷，但晶狀體已受損。在大功率、長時間作用下會呵斥晶狀體渾濁，嚴(yán)重的導(dǎo)致白內(nèi)障。更強的照射會使角膜、虹膜、前房和晶狀體同時遭到損傷，以致呵斥視力喪失。 治療部位有嚴(yán)重血循環(huán)妨礙，感溫愚鈍喪失者慎用