电磁场与微波技术教学资料 微波与医学ppt课件

1、 微波与医学2021051829 杨燕华微波微波 微波是指频率从300MHZ到300GHZ范围内的电磁波，由电生成，具有电与磁的双重属性。微波的根本性质通常呈现为穿透穿越、反射、吸收三个特性。遇玻璃、塑料和瓷器等介质时，微波几乎全部穿越它们而不被吸收。遇水、食物、生物组织时微波就会吸收产生热效应。来源来源 1968年，加拿大学者Webb发表了世界上首篇关于毫米波具有可抑制细菌生长的生物效应论文。 随后他又报道过微生物对毫米波存在类似谐振的能量吸收谐振点，指出了正常细胞和癌细胞对毫米波具有不同的吸收谐振点。以后，俄、美、德、法和中国等许多国家的科学家都做了大量的根底实验研讨和临床验证任务。结果阐

2、明低能量密度的毫米波照射能引起明显的生物效应，同时在毫米波临床运用上也积累了大量有价值的资料。 微波热效应微波热效应人体组织是由各种有机与无机化合物组成，这些物质在电学上可具有不同的特性，例如人体内钠、钾、钙、碘、铁等多种无机离子，它们在微波电磁场中忽而被吸引，忽而被排斥，构成电场方向的振动，振动时离子间的相互摩擦以及和周围媒质间的摩擦产生了热。人体胶体组织本来并不显电性，但部分胶体颗粒吸附周围的离子也会呈现电性，构成带电的胶体，这些物质在微波场作用下亦产生类似离子的摩擦碰撞运动而产生热。微波热效应微波热效应人体组织中的肌肉、脂肪、蛋白、内脏、血液、淋巴液等在电学上均属电介质，它们含有大量水分

3、。水是极性分子，水分子所带的正电和负电作用中心重合，通常情况下不呈现电特性。在微波电磁场下水分子极化，水分子的正电和负电作用中心不重合，构成电学中的电偶极子并按高频瞬间场的方向重新陈列，使之发生急剧旋转产生摩擦热。微波热效应在治疗癌症中的运用微波热效应在治疗癌症中的运用 微波治疗肿瘤包括两种机制：一种是微波温热治疗，其机制主要是由于癌细胞对温度的敏感性高于正常细胞。方法是经过微波辐射器将肿瘤温度提高至4143，可将癌细胞杀死而维护肿瘤周围的正常细胞，这个方法在临床上获得了很好效果。另一种是微波热凝固治疗肿瘤，其原理是运用54或者60以上高温直接呵斥肿瘤细胞的凝固性坏死。详细就是经过大功率的微波

4、辐射器直接照射肿瘤，使其中心温度达60 以上呵斥肿瘤细胞的碳化和凝固坏死。不过，这种方法对组织定位以及平安性提出了更高的要求。微波凝固术在医疗中运用微波凝固术在医疗中运用v 采用不同的特殊幅射器如针状、刀状以及杆状幅射器，经过较高能量幅射，对组织进展部分更高温加热，以使组织产生部分凝固，普通部分温度高达6070。v 无出血或出血甚少，因此特别适宜于血液分布多的软组织手术v 切口不需杀菌消毒，亦不需缝合或结扎v 由于部分凝固，因此对周围组织损伤少v 目前，微波凝固术已被运用于肝、脾手术中，胃出血的止血、子宫出血的止血等等。微波理疗微波理疗 微波理疗是将微波能集中照射到病变组织部位，被人体软组织吸

5、收。由于微波是高频电磁场，它可以穿透入人体组织内部，因此这种生物效应不仅局限在人体表皮产生，而在被照射到的全部组织上从表皮到深部同时产生上述微波生物效应。表现出部分组织温度上升，导致促进机体血液循环、加强新陈代谢、提高免疫功能和改善部分营养等一系列生物学作用，在伤口愈合治疗中可加速伤口部位新颖肉芽组织生长，提高组织再生才干。微波理疗微波理疗 经过动物实验、病理分析及大量临床验证阐明，在促进伤口愈合、软组织损伤等临床治疗中有消炎、缓解疼痛和促进水肿液吸收作用。微波对微生物细菌有杀伤作用，因此在外伤伤口愈合治疗中有降低感染率效果。微波针灸微波针灸v把古老的针灸技术与微波能量辐射结合起来，产生一种新

6、型治疗方法-微波针灸。它不同于古老的针灸法，采用无针针灸。防止交叉感染，特别是经过血液的交叉感染。这中间不仅存在类似针灸的穴位刺激作用，而且还包含微波产生热效应等。v临床实验证明，微波针灸对近10种疑问病症有明显疗效。如面神经麻木、偏头痛、脑血栓后遗症等。我国正在研制电脑控制新型无针微波针灸仪。微波微波VS激光激光v微波遇透明物质时，其透过量大于激光，激光透不过，而微波那么能透过；v微波辐射天线插入组织内，遇组织粘连在天线上仍能辐射。激光的光导纤维插入组织内，遇上述情况那么急剧减弱直到不能出光；v在同样强度下，微波凝固量大于激光，呈现表里同时凝固状。而激光那么呈由表及里状；遇到直径3mm左右的

7、血管时，微波可不穿破管壁就封锁血管，而激光往往需求穿破管壁；微波微波VS激光激光v微波摧毁组织直至碳化无烟雾产生，而激光那么因气化产生大量烟雾，这不仅添加处置费事、增大本钱，而且污染环境，刺激术者；v微波与激光止血效果均好，日本学者以为微波属第一位，因止血后不再出血，激光那么有出血情况；v激光运用取决于光纤，制造插入组织的光纤难度大，极易损坏，一旦折断，有能够残留组织内成为异物。微波天线是金属资料，不易折断。微波治疗的优点微波治疗的优点v采用高频率部分辐射，在较小的微波功率输出条件下，即可到达预期的治疗效果。微波对人体组织的热效应效率高、穿透力强、具有内外同时产生热的优点。微波在人体组织内产生

8、热量，作用可达5-8厘米，可穿透衣物和石膏等体表覆盖物，直达病灶部位促进血液循环、水中吸收和新肉芽生长。体表式辐射器便于摆位人体表各部位，不受患者坐、卧影响，从而让患者运用觉得更温馨、操作更简单。 微波治疗的优点微波治疗的优点v适用范围广，治疗多种疾病，治疗中无苦楚、无创伤、无副作用和不良反响，具有消炎、活血、止痛之效果。 v微波治疗不需求出去衣物即可治疗，因此即使是人体为难部位治疗也不需求它以逃避，可以在休闲和文娱中解除病痛。 v微波在脂肪与肌肉产生热的比例接近1短波和超短波在电极作用下脂肪温升与肌肉温升至比约为9比1，即微波热效应比较均匀，即使在较深部位肌肉层仍有显著热效应。因此，即使较深

9、部位病症已可到达较好疗效 微波治疗机微波治疗机目前，常规的微波治疗仪主要由微处置器、高压开关电源、磁控管、线性电源、微波电缆、探头(即辐射器)、传感器等几部分组成。 微处置器用来控制整个系统的正常运转。脉宽调制式高压开关电源产生磁控管所需的高压，经过对高压直流电流的反响控制，来稳定磁控管的输出功率，线性电源那么提供稳定的直流电压给灯丝供电。磁控管采用医疗公用磁控管，微波电缆(波导)用来传输微波，探头(即微波辐射器)作用于病人患部组织进展治疗。传感器用来监测磁控管的输出功率以及进展温度控制。其中，磁控管是微波治疗仪的中心部件，它是微波的发射源，由阳极、谐振腔、阴极和磁场组成，当给磁控管灯丝加上一

10、定大小的直流电压，使阴极加热，同时阳极和阴极之间加上直流阳极高压，阴极所发射的电子在强磁场作用下飞向阳极，阳极上有多个小的谐振腔，当电子打到阳极之前在这些谐振腔内发生振荡，得到所需的谐振频率。由于阳极高压与磁控管微波发射功率成一定的线性关系，因此经过控制阳极电压值可以准确地定时、定量发射微波功率。所以，磁控管决议了微波治疗仪的任务频率、输出功率，磁控管的优劣直接决议了仪器的性能。 磁控管由于其性能稳定、价钱廉价曾经成为目前市场上微波发射源的首选，不过磁控管具有体积和分量大且不易集成的缺陷，使其运用遭到了限制。微波发射源也可以由微波电子管产生，微波电子管具有体积小、性能稳定及可以分源等优点，在进

11、口的微波治疗仪中可以见到，不过由于其价钱昂贵而不易于推行运用。微波固态源作为另一种微波发射源，具有体积小、价钱低、巩固耐用和便于集成等优点，曾经遭到越来越多人的青睐，在未来微波治疗仪器的开发中有望成为最正确微波源。微波热效应微波热效应 当微波能量低时，产热低、加强部分血液循环，加快部分代谢，加强部分的免疫才干，能有效的改善部分的血液循环，促进水肿吸收，消炎止痛； 当微波能量大时，产热高，可使蛋白量变性，凝固，坏死，此时微波具有烧灼，切割的作用。在手术中微波治疗是以其优良的止血效果，先进的作用原理，微小的组织损伤无碳化被喻为取代电灼冷冻，激光的新技术。微波理疗本卷须知微波理疗本卷须知 患者体内有

12、金属植入物，除专门医嘱外，普通不可治疗。助听器应从病人身上拿走。 植入心脏起搏器或心脏电极的病不能接受微波治疗。心脏起搏器或心脏电极金属物品，而微波是一种高频电磁波，当金属在微波治疗仪电磁场的作用下，产生高热，会烫伤植入人体内的心脏起搏器或心脏电极周围的组织细胞。 装有金属节育环的妇女治疗盆腔炎要服从医嘱。 治疗部位有严重血循环妨碍，感温愚钝或丧失者慎用 出血倾向的患者禁用。 严重部分水肿及全身性感染疾病患者禁用。 高热患者及糖尿病患者慎用。 严禁对眼部位进展照射 眼睛是人体对微波比较敏感和易受损伤的器官。一方面眼睛的晶状体含有较多的水分，能吸收较多的微波能量；另一方面血管又较少，不易带走过量的热。在微波照射下，能够眼的表层组织角膜还没有出现损伤，但晶状体已受损。在大功率、长时间作用下会呵斥晶状体浑浊，严重的导致白内障。更强的照射会使角膜、虹膜、前房和晶状体同时遭到损伤，以致呵斥视力丧失。 治疗部位有严重血循环妨碍，感温愚钝丧失者慎用