微波技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

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1、微波技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用作者：***微波生物學(xué)微波診斷微波治療的機(jī)理﹑特點(diǎn)及案例現(xiàn)代微波治療的主要方面微波對人體的危害與防護(hù)微波生物學(xué)隨著微波技術(shù)的快速發(fā)展，其在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越普遍，近些年來，微波技術(shù)又被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)方面，形成了微波生物學(xué)，微波為許多疾病的治療提供了新的理念和方式。那么，微波為什么可以治療疾病呢？微波作為毫米波的一種，除了具有毫米波的共有特性外，還有一些區(qū)別于其他毫米波的獨(dú)特性質(zhì)，正是這些獨(dú)特的性質(zhì)才使微波能夠被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，為人類的生命健康做出巨大貢獻(xiàn)。微波的主要特點(diǎn)是它的似光性、穿透性和非電離性。1.似光性——

2、微波與頻率較低的無線電波相比，更能像光線一樣地傳播和集中；2.穿透性——與紅外線相比，微波照射介質(zhì)時(shí)更容易深入物質(zhì)內(nèi)部；3.非電離性——微波的量子能量與物質(zhì)相互作用時(shí)，不改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（只改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)）。短波超短波同屬電磁波，但與微波相比，由于頻率大幅度降低，臨床效果差別很大。人體的血液、淋巴液、腦脊髓液等對微波都有特殊的吸收作用。如短波超短波在電極作用下，脂肪與肌肉的溫升之比約為9比1，而人體皮下都有一層脂肪，脂肪吸收電磁能產(chǎn)熱過多，勢必妨礙電磁能在深部組織的作用。而微波作用于人體脂肪和肌肉的產(chǎn)熱之比接近于1比1，因此微波的熱效

3、應(yīng)更均勻，在較深部位肌層內(nèi)仍有顯著的熱效應(yīng)。微波生物學(xué)臨床治療機(jī)理微波熱效應(yīng)人體組織是由各種有機(jī)與無機(jī)化合物組成的，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(jī)離子，它們在微波電磁場中忽而被吸引，忽而被排斥，形成電場方向的振動(dòng)，振動(dòng)時(shí)離子間的互相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(huì)呈現(xiàn)電性，形成帶電的膠體，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(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生熱。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

4、，水是極性分子，水分子所帶的正電和負(fù)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，水分子中正電和負(fù)電作用中心不重合。形成電學(xué)中的電偶極子并按高頻場瞬間場的方向重新排列，使之發(fā)生急劇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦熱。微波非熱效應(yīng)微波作用于人體組織除熱效應(yīng)外還存在著非熱效應(yīng)，例如人體乳脂、紅細(xì)胞等帶電顆粒在微波場作用下沿電力線分布排列成串珠狀，這些現(xiàn)象在不引起熱的電場強(qiáng)度下亦可發(fā)生，反映在臨床醫(yī)學(xué)上有特定療效，顯然這種療效與熱效應(yīng)無關(guān)。大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，不論離子、帶電膠體或偶極子在微波場中所作振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱效應(yīng)，或帶電顆粒在微波場下產(chǎn)

5、生的非熱效應(yīng)（電磁振蕩效應(yīng)），都可以改變?nèi)梭w組織的理化反應(yīng)特性產(chǎn)生臨床的治療效果。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(shí)產(chǎn)生上述微波生物效應(yīng)，表現(xiàn)出局部組織溫度上升，導(dǎo)致促進(jìn)機(jī)體血液循環(huán)、增強(qiáng)新陳代謝、提高免疫功能和改善局部營養(yǎng)等一系列生物學(xué)作用。除此之外，在傷口愈合治療中，微波可加速傷口部位新鮮肉芽組織生長，提高組織再生能力。通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、病理分析及大量臨床驗(yàn)證表明，微波在促進(jìn)傷口愈合、軟組

6、織損傷等臨床治療中有消炎、緩解疼痛和促進(jìn)水腫液吸收等作用。由于微波對微生物細(xì)菌有殺傷作用，因此其在外傷傷口愈合治療中有降低感染率的效果，從而使外傷傷口能夠更好地避免細(xì)菌感染，以更快地愈合。微波診斷目前已經(jīng)得到了人體組織的介電特性及各種組織器官在不同頻率下的介電常數(shù)、介電損耗。當(dāng)組織病變時(shí)，其形態(tài)或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，用微波技術(shù)測量這些介電特性的變化可用作診斷疾病的基礎(chǔ)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道的有：微波診斷肺氣腫、肺水腫；用微波熱象法診斷腫瘤，用相關(guān)式輻射計(jì)診斷腫瘤并確定其位置；用微波共振吸收診斷腫瘤；用微波核磁共振、順磁共振診斷腫瘤或其他疾病，尤其是近年來迅

7、速發(fā)展的核磁共振成像技術(shù)（NMR）正在逐步取代X射線、CT等。隨著微波技術(shù)的發(fā)展，微波診斷的病癥將越來越多。微波診斷是微波在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的主要內(nèi)容之一，包括有源診斷和無源診斷兩大類型。有源診斷法這種診斷方法是利用人工微波源輻射的微波照射人體后進(jìn)行測量診斷的。人體組織或器官的病變將導(dǎo)致其介電特性發(fā)生改變，從而使射向組織或器官的微波傳輸特性隨之發(fā)生變化。人們可通過微波的反射或透射情況來獲得有關(guān)病變的醫(yī)學(xué)信息。例如微波心圖儀、重病微波呼吸檢測儀等均屬有源微波診斷儀器。無源診斷法這種方法是利用人體本身輻射的微波來進(jìn)行疾病的診斷，因不需要外加人工微波輻

8、射源，故稱無源診斷法，亦稱被動(dòng)測定法。利用人體熱輻射的微波波段獲取熱象圖來診斷疾病的方法就是一種無源診斷法。目前的微波熱象儀主要用來獲取人體體表的微波熱象圖，利用它可發(fā)現(xiàn)紅外熱象