Транзисторный ВЧ тракт для аппарата УВЧ терапии

Импульсная УВЧ-терапия

За последние годы в практику физиотерапии входит метод воздействия на организм электрическим полем УВЧ в импульсном режиме, называемый импульсной УВЧ-терапией. При импульсной УВЧ-терапии электрическое поле имеет импульсный характер (рис. 5). Генерация высокочастотных колебаний происходит в течение нескольких микросекунд, после чего следует пауза, в тысячу раз превышающая длительность самого импульса. Напряженность поля между электродами за время действия импульса достигает нескольких тысяч волы на метр, что в 6-7 раз больше, чем при непрерывном режиме. Поскольку мощность колебаний пропорциональна квадрату напряженности поля, то аппараты для импульсной УВЧ-терапии имеют мощность в импульсе до 15000 Вт, что в 40 раз больше мощности, которая может создаваться аппаратами для непрерывной УВЧ-терапии. Средняя мощность импульсных колебаний в тысячу раз меньше, чем мощность в импульсе и не превышает 15 Вт.

Рисунок 5 – График колебаний электрического поля УВЧ.

а - при непрерывном режиме; б - при импульсном режиме.

Тепловые эффекты, обусловленные средней мощностью, при импульсном режиме невелики. В то же время значительные величины напряженности поля в импульсе усиливают специфическое действие поля УВЧ: изменения структуры белковых молекул, концентрации ионов у клеточных мембран, гидратации ионов н молекул и др.

Все эти нетепловые эффекты изменяют деятельность клеток и при действии на образования центральной нервной или вегетативной систем могут вызвать значительные сдвиги в функциональном состоянии организма.

Таким образом, при импульсной УВЧ терапии обеспечивается возможность осуществить интенсивное специфическое действие электрического поля УВЧ без заметного теплового эффекта.

Конструкция электродов и условия проведения процедур при импульсной УВЧ-терапии не отличаются от применяемых при обычной УВЧ-терапии.

Транзисторный ВЧ тракт для аппарата УВЧ терапии

В настоящее время большинство аппаратов работает на частоте 27,12 МГц в непрерывном или импульсном режиме. Построение УВЧ аппаратов на основе транзисторных ВЧ трактов имеет определенные преимущества – надежность, использование малых питающих напряжений, обеспечение стабильности f_нес, создание отдельных модулей для увеличения выходной мощности, уменьшение электромагнитных помех.

При разработке ВЧ трактов возникают определенные трудности, связанные с одной стороны с малыми выходными сопротивлениями транзисторов, а с другой – с изменением в широком диапазоне эквивалентной нагрузки. Эта эквивалентная нагрузка имеет комплексный характер. Ее активная часть определена внутренним сопротивлением тканей пациента и составляет 40-50 см, а реактивная носит емкостной характер.

С учетом медицинской практики, емкость образованная телом пациента и плоскостью конденсаторной пластины электрода, к которой подведена ВЧ энергия, изменяется в широких пределах – 0,5-27 пФ. Такой диапазон дает, например, использование по очереди электродов 35, 70, 105, 240 мм, конденсаторные пластины которых устанавливаются на расстоянии 5, 10, 20, 25, 30 мм от пациента.

Задача усложняется в виду того, что в силу особенностей применения УВЧ прибора (пациент не заземлен и находится на некотором расстоянии от аппарата) эквивалентная нагрузка носит симметричный характер и вынесена от корпуса на длину 0,7-1 м, что соизмеримо с длиной волны (l=11 м). В общем случае нагрузка ВЧ тракта представляет собой двухпроводную длинную линию с волновым сопротивлением 600 Ом и электрической длинной 35⁰, нагруженную комплексным сопротивлением (добротность Q_max³100), активная часть которой ничтожно мала, а реактивная может изменяться в широких пределах. Требуется решить задачу о передаче мощности от транзисторного генератора в активную часть комплексной нагрузки во всем диапазоне ее изменения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Системы комплексной электромагнитотерапии: Учебное пособие для вузов/ Под ред А.М. Беркутова, В.И.Жулева, Г.А. Кураева, Е.М. Прошина. – М.: Лаборатория Базовых знаний, 2000г. – 376с.

2. Электронная аппаратура для стимуляции органов и тканей /Под ред Р.И.Утямышева и М.Враны - М.: Энергоатомиздат, 2003.384с

3. Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура. :[Учебн. пособие] - Мн.: Медицина, 2001. - 344с.

4. Катона З. Электроника в медицине: Пер. с венг. / Под ред. Н.К.Розмахина - Мн.: Медицина 2002. - 140с.