Электромагнитное поле, являясь видом материи, обладает массой, энергией и импульсом, которые передаются в пространстве в виде электромагнитных волн. Они образованы электрической Е и магнитной Н составляющими, которые перпендикулярны друг другу и направлению распространения. Основными параметрами электромагнитных волн являются частота f, длина волны λ и скорость распространения с, которые связаны соотношением f = c/λ, справедливым для свободного пространства, где с = 3х108 м/с (скорость света). Частота обычно выражается в герцах (Гц), килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц), а длина волны в метрах, дециметрах, сантиметрах и миллиметрах. Механизмы биологических и лечебных эффектов при воздействии ЭМП зависят от таких его физических характеристик как вид, напряжённость, градиент, направленность вектора, частота, форма и скважность импульса, экспозиция и локализация. Эти параметры оказывают определенное влияние на формирование ответных реакции организма. Частота является важным параметром, определяемым резонансным характером взаимодействия электромагнитного поля с биоритмами человека. В лечебной практике чаще используются частоты в диапазоне от 0.1 до 100 Гц. Электромагнитные колебания, существующие внутри самого живого организма, только отчасти зависят от колебаний, существующих вне организма. Хотя собственные колебания организма и возбуждаются колебаниями внешних ЭМП, но затем они образуются в организме вновь, в специфической форме. Каждый орган и каждая клетка обладает своим специфическим спектром колебаний, своими специфическими характеристиками этих колебаний (формой и видом, а также частотой). Поддержание этих колебаний зависит от "добротности" резонатора клетки, органа, ткани или организма в целом. Если "добротность" резонатора нарушена или отсутствует, могут возникнуть инкогерентные, неадекватные, патологические электромагнитные колебания. В случае, когда существующий в организме механизм саморегуляции и оздоровления оказывается не в состоянии деструктурировать эти колебания - возникает заболевание [1]. Токсины, бактерии, микробы и грибки не поражают организм равномерно. Они поражают какие либо органы отдельно. С чем это связано? Молекулы, скапливаясь в каком-либо месте, удерживаются друг с другом с помощью электромагнитных связей. Все вместе они образуют кластер. Поскольку они находятся под воздействием внешних электромагнитных полей, то они выстраиваются в строго определённом порядке и по типу магнита образуют полюса. В этих полюсах концентрируются электромагнитные поля дисгармонической природы. Через ткани они передаются на меридианы и нарушают нормальную работу органов и систем. Внося в гармоническую систему дисгармоническую помеху, кластер заставляет орган работать не на своей частоте. Смещение может происходить по частоте в сторону увеличения или уменьшения частоты (см. Рис 1).
Состояние (1) характеризует работу здорового органа без воздействия патологического фактора. В этом режиме амплитуда работы органа большая и соответственно энергия органа большая. Состояние (2) характеризует работу органа в режиме функционального напряжения. Т.е. орган работает, но уже слабее. Идёт воздействие патологического фактора. Смещение в частотном диапазоне может происходить как в сторону более высоких частот, так и в сторону более низких частот. Состояние (3) характеризует работу органа в режиме болезни. Орган работает слабо. Энергии в органе мало, и он не в состоянии сопротивляться болезни. При таком состоянии возникают хронические заболевания, и при дальнейшем смешении частоты – дегенерация органа и отмирание ткани. Это происходит из-за того, что энергии в органе недостаточно для нормального функционирования. В электромагнитной волне, распространяющейся от точечного источника излучения, в зависимости от расстояния различают три условные зоны: ближнюю, среднюю (промежуточную) и дальнюю. С точки зрения объективной оценки биологического действия электромагнитных полей, место расположения облучаемого объекта в той или иной зоне относительно источника излучения играет существенную роль. Поскольку в ближней и промежуточной зонах пространственная структура электромагнитного поля неоднородна, то это существенно усложняет как измерение поглощенной энергии поля, так и прогнозирование возможного биологического влияния. К дальней зоне относится область, находящаяся на расстоянии от источника излучения более чем 2L2/λ, где L – максимальный линейный размер источника. В приборах «ДЭТА» промышленного изготовления антенна имеет размер 4х4 см. Это даёт возможность воздействовать на организм локально, а на расстоянии 0.5 м практически равномерно на весь организм. Это связано с большой длиной волны ~ 30000 м. Т.е. на любом расстоянии от источника организм человека оказывается в дальней зоне. Несущая частота в приборе равна 10 кГц. Плотность электромагнитного поля - основная характеристика ЭМП, определяемая как плотность электромагнитного потока на единицу площади и измеряемая в единицах, называемых в системе СИ Вт/м2, милливатт или микроватт на квадратный сантиметр (мВт/см2 , мкВт/см2). Градиент ЭМП - это величина плотности электромагнитного поля, которая изменяется с и зменением расстояния от источника на 1 см. Он отражает направление изменения величины плотности электромагнитного поля на определенном расстоянии по вертикали или горизонтали. Вектор указывает направление электромагнитных силовых линий. Данный параметр является биологически важным, поскольку при смене направления электромагнитного вектора изменяется характер биологического эффекта. Физические аспекты взаимодействия электромагнитных полей с биологическими объектами рассматриваются на макро – и микроскопическом уровнях. Микроскопический подход может быть сведён к законам классической электродинамики, отражающими волновой, а не корпускулярный характер излучения, и предполагает получение информации о поведении биологического объекта в поле, складывающееся из количественной оценки поглощённой, прошедшей или отражаемой им энергии падающей волны и топологической картины распределения поглощённой мощности, т.е. дозиметрии. Микроскопическое взаимодействие рассматривает явления на уровне атомов, молекул и т.д. Основные свойства биологической среды, определяющие характер взаимодействия с электромагнитным полем, выражаются через её диэлектрические и магнитные параметры. Комплексная диэлектрическая проницаемость е характеризует взаимодействие среды с Е вектором электромагнитного поля и равна е = ε’ – ε”, где ε’ – активная, а ε” – реактивная составляющие комплексной диэлектрической проницаемости, j = V-1. Активная составляющая ε’ является мерой способности среды запасать энергию поля, а ε” характеризует рассеиваемую часть энергии. Исходя из общих принципов закона Grotthuss-Draper, эффект взаимодействия электромагнитного поля с биологической средой будет находиться в зависимости от поглощённой за определённое время энергии поля, т.е. дозы облучения. В его основе лежит преобразование энергии поля в тепло, которое осуществляется по двум классическим механизмам, определяемым диэлектрическими характеристиками биологического материала: индуцирование токов и вращение/перемещение молекул. Поэтому важное значение имеет время воздействия электромагнитного поля. В большинстве случаев для электромагнитной терапии чаще всего указывается длительность воздействия в пределах 5 - 6 минут, на частоту для взрослых людей. Для детей - длительность воздействия в пределах 2 - 3 мин на частоту. Выбор такой экспозиции определяется по данным пятилетних исследований [5]. Имеется большой опытэкспериментальных и клинических работ по изучению механизмов лечебного действия электромагнитного поля. В одних случаях терапевтический эффект развивается после 3 - 5 процедур с экспозицией пять минут на частоту, в других - после 10 - 20 процедур с ежедневным сеансом длительностью 10 - 30 мин. По-видимому, это обусловлено, с одной стороны, латентным периодом и сроком ответной реакции после воздействия электромагнитного поля в зависимости от чувствительности к нему, с другой - исходным состоянием организма и его важнейших функциональных систем. Латентный период определяется необходимостью «накопления» организмом результатов первичного действия электромагнитного поля до некоторой критической величины, переход через которую начинает ощущаться организмом в виде сигнала, побуждающего вырабатывать ответную реакцию, направленную на ликвидацию последствий действия электромагнитного поля. Без такого сигнала живой системе нет необходимости что-то изменять в том состоянии динамического равновесия (гомеостаза), в котором она обычно пребывает. Восприятие организмом сигнала о происшедших в нем под влиянием электромагнитного поля изменениях называется рецепцией результата действия электромагнитного поля. Именно рецепция и предопределяет дальнейшие ответные реакции на это действие. Локализация воздействия электромагнитного поля в электромагнитной терапии, как правило, определяется прежде всего местом повреждения, затем областью проекции пораженного органа на кожу. С учётом всего этого продолжительность курса лечения не имеет строгих ограничений таких, как при химио- и лучевой терапии. Поэтому лечение электромагнитной терапией можно продолжать до получения желаемых результатов.
40 вопрос.
Для характеристики явлений и процессов, связанных с ионизирующим излучением и его источниками, применяю! физические величины и единицы, которые используются в ядерной физике, химии, а также в радиобиологии, радиационной гигиене и других областях науки и техники, где на практике применяют источники ионизирующего излучения. Радиационными величинами пользуются при планировании и контроле лучевой терапии, в радиологической и рентгенологической диагностике, нормировании и контроле облучения персонала радиологических учреждений и населения, уровней радиоактивного загрязнения окружающей среды. Радиационные единицы служат для выражения с помощью чисел значений радиационных величин. С помощью десятичных множителей вида 10", где п — целое положительное или отрицательное число, от исходной радиационной единицы образуют кратные или дольные единицы. Радиационные величины и единицы. Среди радиационных величин особо выделяются три стохастические величины — переданная энергия, линейная энергия и удельная энергия. Они связаны со случайными актами передачи энергии веществу в целом, на единице пути или в единице массы вещества со вторичными элементарными изменениями в конечном объеме веществ и поэтому подвержены статистическим флуктуациям. Эти радиационные величины практически не используются, они служат для строгого определения и лучшего применения других практически важных радиационных величин, непосредственно не связанных со случайными процессами и называемых нестохастическими величинами. Внедрение единиц СИ направлено на упрощение, систематику и унификацию всего множества физических величин и единиц; оно способствует переходу к более высокому уровню стандартизации. Все изменения в области радиационных величин и единиц регламентировались публикациями Международной комиссии по радиационным единицам и измерениям и аналогичных национальных комиссий отдельных стран. Выработанные рекомендации направлялись на рассмотрение ГКМВ и после утверждения ею узаконивались в международных и национальных государственных стандартах. Степень, глубина и форма лучевых поражений, развивающихся в биологических объектах при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависит от величины энергии излучения. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т.е. энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества. За единицу поглощенной дозы облучения принят джоуль на килограмм (Дж/кг) — грей. Грей (джоуль на килограмм) — поглощенная доза излучения, переданная массе облучаемого вещества в 1 кг и измеренная энергией в 1 Дж любого ионизирующего излучения (1 Гр = 1 Дж/кг). В радиобиологии и радиационной гигиене применяется внесистемная единица поглощенной дозы — рад. Рад — это такая поглощенная доза, при которой количество поглощенной энергии в 1 грамме любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения. Производными данной единицы являются миллиард (мрад), равный 0,001 рад, и микрорад, равный 0,000001 рад. Системная единица поглощенной дозы в СИ — грей (Гр); 1 Гр равен 1 Дж, поглощенному в 1 кг вещества: 1 Гр= 1 Дж= 100 рад. Интегральная поглощенная доза (£инт) — количество поглощенной энергии ионизирующего излучения в данной массе облучаемого вещества. Если дозное поле равномерно по заданной массе и постоянно во времени, то £инт = Дпогл • М, или ERHT -Рпотп - t-M, где: М — масса облучаемого вещества; t — время облучения. Поглощенная доза — отношение энергии излучения, переданной некоторой массе среды, к массе среды. При лучевой терапии эта доза дает представление о количестве биологически и терапевтически активного излучения, поглощенного облучаемыми тканями. Для расчета интегральной поглощенной дозы всю массу облучаемого тела разделяют на отдельные участки: тп\, т2, т-$, тп, лежащие между двумя соседними изодозами и, приписывая каждому из этих участков массы определенное значение средней поглощенной дозы (Дь Д2, Дз> •••> Дп) рассчитывают интегральную поглощенную дозу из соотношения Мощность поглощенной дозы Р — приращение дозы в единицу времени. Она характеризует скорость накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться со временем. Если за некоторый промежуток времени At приращение дозы равно АД, то среднее значение мощности дозы Р = АД I At. При известной закономерности изменения мощности дозы со временем P(i) доза за время t определяется по формуле. Для характеристики дозы по эффекту ионизации, вызываемому в воздухе, используется экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений — количественная характеристика рентгеновского и гамма-излучений, основанная на их ионизирующей способности и выраженная суммарным электрическим зарядом ионов одного знака, образованных в единице объема воздуха в условиях ЭЛектрОННОГО равновесия. За единицу экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучений принят кулон на килограмм (Кл/кг). Кулон на килограмм — экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений, при которой сопряженная с этим излучением корпускулярная эмиссия на килограмм сухого атмосферного воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд в 1 Кл электричества каждого знака. Экспозиционная доза определяется по ионизации воздуха в условиях электронного равновесия, которое сводится, к тому, чтобы образованные под действием излучения в некотором объеме воздуха заряженные частицы израсходовали полностью свою кинетическую энергию внутри данного объема. Если частица, образованная излучением, покидает данный объем, не израсходовав полностью свою кинетическую энергию, то она должна компенсироваться другой частицей, попадающей в данный объем извне. Доза в свободном воздухе — экспозиционная доза излучения, измеренная при отсутствии рассеянного излучения. Для источников излучения, используемых в лучевой терапии, условие измерения в свободном воздухе предъявляет требование, чтобы в зоне первичного пучка излучения не было рассеивающих тел ближе, чем на 1,5—2 м от детектора излучения. Экспозиционная доза в свободном воздухе является исходной величиной для расчетов глубинных доз и контроля за постоянством дозиметрических параметров генератора излучения. В международных рекомендациях термин «экспозиционная доза» заменен термином «экспозиция» или «облучение», и определяется следующим образом: облучение X есть отношение AQ к Am, где AQ есть суммарный электрический заряд всех ионов одного знака, образованных в элементе объема воздуха массы Am при полном торможении всех электронов и позитронов, возникших в результате взаимодействия фотонов с веществом: X=AQ/Am. Единицей экспозиционной дозы излучения является кулон на килограмм и рентген (Р), равный 2,58-10~4 Кл/кг. Поглощенная и экспозиционная дозы излучений, отнесенные к единице времени, являются мощностью поглощенной и экспозиционной доз. Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения определяется по известной ионизационной полной гамма- постоянной, характеризующей данный радионуклид. Полная ионизационная гамма- постоянная данного изотопа определяется как мощность экспозиционной дозы в рентгенах в час, которая создается точечным гамма- нуклидом активностью в 1 мКи на расстоянии 1см без начальной фильтрации. В соответствии с данным определением ионизационная гамма- постоянная. Ионизационное действие гамма-излучения любого радионуклида оценивается сравнением его с ионизационным действием радиевого эталонного источника при одинаковых условиях измерения и выражается миллиграмм- эквивалентах радия (мг-экв Ra) или грамм- эквивалентах радия (г-экв Ra). Активность любого радионуклида, создающая такую же мощность экспозиционной дозы гамма-излучения, как и 1мг (1 мКи Ra), при равных условиях измерения называется миллиграмм- эквивалентом радия. Энергия ионизирующего излучения, предназначенная для передачи или переданная среде и рассчитанная на единицу массы этой среды, представляет собой дозу излучения, которая является основным количественным критерием для оценки ионизирующего излучения по его взаимодействию с веществом облучаемой среды. Основной дозиметрической величиной для количественной оценки излучения является поглощенная доза излучения, определяющая поглощенную энергию излучения в единице массы облучаемого вещества. Точнее, поглощенная доза излучения Д есть отношение АЕ излучения, поглощенной в некотором объеме среды, к массе Am этого объема, т.е. Д= АЕ I Am. Единицей поглощенной дозы является джоуль/кг и рад = 100 эрг/г = 0,01 джоуля/кг. Раздел дозиметрии и прикладной ядерной физики, занимающийся измерением или расчетом поглощенных доз, называется радметрией, которая также рассматривает методы измерения плотности потоков частиц или квантов и определения активности радиофармацевтических препаратов с помощью радметров. Так как в практике медицинской радиологии непосредственное измерение поглощенных доз крайне затруднительно, их определение производится по измеренным значениям экспозиционных доз. В лучевой терапии используется глубинная относительная доза, которая представляет собой выраженное в процентах отношение экспозиционной или поглощенной дозы на данной глубине облучаемого тела к дозе, которую (по условиям нормировки) принимают за 100 %. Практически за 100 % принимают дозу в свободном воздухе, дозу на поверхности, дозу в патологическом Очаге или дозу в месте максимума ионизации. I [оверхностная доза — это экспозиционная доза, измеренная на поверхности облучаемого тела с учетом дозового вклада Обратно рассеянною излучения. (1чаговая доза средняя поглощенная доза в патологическом очаге облучения (например, в опухоли) или процентная доза на глубине этого очага. Доза в месте максимума ионизации — доза, измеренная на глубине тела, на которую приходится максимум ионизации. Для рентгеновского излучения с эффективной энергией квантов, не превышающих 200 кэВ, максимум ионизации расположен на поверхности облучаемого объекта. Пороговая доза — минимальная доза излучения, вызывающая практически заданный заметный терапевтический эффект. Доза половинной выживаемости {у} — доза облучения, вызывающая смертельное поражение 50 % индивидуумов за определенный период времени после облучения, среди большой группы подопытных животных или других организмов. Среднелетальная доза — доза, приводящая к смертельному поражению и исходу за определенный промежуток времени (обычно 30 дней) индивидуумов среди большой группы экспериментальных животных или других организмов. Эпиляционная доза — доза излучения, вызывающая временную лучевую эпиляцию (выпадение волос вследствие атрофии волосяных луковиц) по истечении некоторого скрытого периода (обычно 20—30 дней). Эритемная доза — доза, вызывающая покраснение кожи, с последующей пигментацией разной степени в зависимости от энергии излучения, т.е. длины волны. Предельно допустимая (летальная) доза (ПДД) — максимальная доза общего облучения организма, действие которой не вызывает заметных поражений у человека в свете современных медико-биологических знаний. ПДД устанавливаются нормами радиационной безопасности (НРБ) в зависимости от категории облучаемых лиц. ПДД не включает в себя естественный фон и дозы, полученные при медицинских процедурах.
