ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАГНИТОТЕРАПИИ Магнитотерапия представляет собой метод физического лечения, действующим фактором которого является постоянное магнитное поле (ПМП), а также низкочастотное переменное магнитное поле (ПеМП) и импульсное магнитное поле (ИМП). Магнитное поле (МП) не существует как самостоятельное физическое явление, а находится в неразрывной связи с электрическим полем (ЭП) как составляющая электромагнитного поля. Физическая природа электромагнитных полей двуедина ― их неразделимыми составляющими являются электрический и магнитный компоненты. В зависимости от частоты электромагнитных колебаний и параметров их модуляции, а также от конструкции лечебного терминала, воздействующего на пациента (электроды, излучатели, индукторы), в структуре поля преобладает электрический или магнитный компоненты. Электромагнитные поля низкой, высокой, ультравысокой, сверхвысокой и крайневысокой частоты находят широкое применение в клинической практике. Покоящийся электрический заряд является источником постоянного ЭП, при этом магнитная составляющая поля равняется нулю. Силовые линии постоянного ЭП начинаются на положительном электрическом заряде, распространяются радиально и завершаются на отрицательном электрическом заряде. Движущийся электрический заряд является источником не только ЭП, но и МП. Силовые линии МП перпендикулярны линиям ЭП, они имеют форму концентрических замкнутых колец, окружающих траекторию движения электрического заряда, при этом максимальная плотность силовых линий имеет место непосредственно возле движущегося заряда. Направление силовых линий МП определяется по правилу буравчика: рукоятка буравчика правого вращения при поступательном перемещении буравчика вдоль траектории движения электрического заряда описывает круги, совпадающие с направлением силовых линий поля (рис. 1). Если электрический заряд движется с постоянной скоростью (постоянный непрерывный электрический ток), то магнитная составляющая поля равна максимуму, а электрическая равна нулю. При толчкообразном движении электрического заряда (импульсный ток) или при его возвратно-поступательном движении (переменный ток) преобладает магнитная составляющая поля, а электрическая составляющая пропорциональна первой производной силы тока. Наиболее простым источником МП является линейный проводник, по которому идет электрический ток. Вокруг такого проводника возникает
МП, силовые линии которого представляют собой множественные замкнутые концентрические кольца, расположенные в плоскости, перпендикулярной электрическому вектору . Касательные к силовым линиям указывают направление вектора напряженности в любой точке поля. В технических и медицинских магнитных устройствах источником МП является токопроводящая проволочная катушка, находящаяся под электрическим напряжением. Каждый виток катушки является единичным источником МП .
МП катушки является суммой полей отдельных витков. Силовые линии поля катушки представляют собой концентрические замкнутые кольца. Они проходят через полость катушки, выходят из ее апертуры, огибают катушку снаружи и замыкаются в противоположной апертуре . Направление магнитных силовых линий зависит от направления тока в катушке и определяется по правилу буравчика. Апертура катушки, из которой выходят силовые линии МП соответствует ее северному полюсу (N), а противоположная апертура, в которую входят силовые линии ― ее южному полюсу . Наибольшая плотность силовых линий (напряженность) поля имеет место в полости катушки и в ее апертурах. Величина напряженности МП катушки кратна числу ее витков.
Различается два типа катушек ― электромагниты и соленоиды. У катушки электромагнита имеется ферромагнитный сердечник . К ферромагнетикам относятся такие химические элементы, как железо, кобальт, никель, самарий, иридий, а также некоторые редкоземельные металлы и химические соединения. Ферромагнетики сильно втягиваются во внешние магнитные поля, усиливают их многократно и обладают свойством остаточного намагничивания ― становятся источниками постоянного МП после нахождения во внешнем МП.
Ферромагнитный сердечник повышает напряженность поля катушки при прохождении по ней электрического тока в 8–10 раз. Рабочими частями катушки-электромагнита являются ее торцы, на которых плотность силовых линий (напряженность) максимальна. Катушки-электромагниты используются для местных (очаговых, рефлекторных) методик магнитотерапии. Поле электромагнита неоднородное, оно характеризуется высоким градиентом напряженности. Поэтому проникающее действие МП электромагнитов, используемых в лечебных аппаратах, не превышает 8–10 см. У катушек-соленоидов отсутствует сердечник, они имеют форму тора (кольцо, муфта). Наибольшая плотность силовых линий (напряженность) поля имеется в полости соленоида . Максимальная напряженность поля имеется у витков катушки, а минимальная ― в ее центре. Полость является рабочей частью соленоида. Соленоиды малого диаметра используются для местных воздействий МП на конечности (рука, нога), а соленоиды большого диаметра ― для общего воздействия на организм пациента («магнитная ванна»). Катушки электромагниты и соленоиды являются лечебными терминалами (индукторами) аппаратов для магнитотерапии, которые представляют собой электрические генераторы, преобразующими сетевой ток (220 В, 50 Гц). Помимо аппаратов, лечебными источниками МП являются устройства для магнитотерапии. Основа лечебных магнитных устройств — ферромагнитные материалы различного вида и размера, помещенные во внешнюю оболочку (кожух, корпус), которая со
стоит из материалов, разрешенных для контакта с покровами тела, и намагниченные при помощи внешнего постоянного магнитного поля. Источником магнетизма ферромагнетиков являются валентные электроны на внешних орбитах составляющих их атомов. Не спаренные валентные электроны обладают некомпенсированным магнитным моментом. Вещество ферромагнетика разделено на области (домены), внутри которых расположены атомы, валентные электроны которых вращаются упорядоченно. Под воздействием внешнего постоянного МП происходит упорядочение (синхронизация) вращения внешних валентных электронов во всех доменах, в результате чего домены «объединяются», и на границах ферромагнетика возникает так называемый молекулярный ток Ампера, который является источником постоянного МП. Основные физические параметры, которые определяют характер биологического и лечебного действия МП: • напряженность МП, • магнитная индукция, • форма МП, • частота МП. Напряженность и магнитная индукция являются силовыми характеристиками МП. Напряженность поля измеряется в безвоздушном пространстве, а магнитная индукция ― в реальных физических средах (воздух, вода, биологические ткани). Поскольку магнитная проницаемость большинства предметов неорганического и органического мира, в том числе тканей организма человека близка к магнитной проницаемости вакуума, отличия между значениями напряженности МП и магнитной индукции в пределах задач биологического и медицинского характера несущественны. Напряженность используется для характеристики физических свойств лечебного источника МП, а магнитная индукция ― при описании биофизических и лечебных феноменов. Изменение величины магнитной индукции поля невозможно оценить субъективно, поскольку у человека отсутствуют специализированные магнитные рецепторы в покровах тела.
Автор: Ушакпаева Гульнар Каипбаевна
ГКП на ПХВ “Ескельдинская ЦРБ”
Медсестра физио кабинета
