高频电疗法的对人体的作用基础与生物物理学效应
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发布时间：2022-07-13 14:07
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时间：2023-11-01 14:08
在高频电作用下人体各种组织可以形成导体、电介质、电容体和导磁体的性质、这对了解高频电疗作用人体时产生的效应有重要意义。
1.人体组织是一个导体和电容体：人体组织中的血液、淋巴液以及其他各种体液均含有大量水分，且体液中含有大量电解质离子，如K+，Na+，Ca+，Mg2+，C1-，PO43-……等，因此能传导电流。但在直流电和低频电中，这些导体的电阻比较大，原因是人体组织的结构不均匀，同一组织中可以同时混杂有电阻和电容成分，如在肌组织中，肌细胞膜就有电容性质，肌细胞外液和内含物是良导体，直流电和低频电流不能或很难通过电容，电流只能从其周围的体液通过，显示电阻较大，电流较小；而在高频电时，由于频率f很高，电容C之容抗XC（XC=1/2πfc）因f上升而降低，在同一时间内电流可以通过导体和膜电容部分，结果电阻明显下降，电力线的分布要比低频电中均匀得多，对组织作用也更为均匀。
低、高频电流通过组织细胞进的情形
BRC－红血球，m－细胞膜；L－电力线；A－低频电疗时电力线的分布；
B-高频电疗时电力线的分布
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电介质原子无电场和有电场
作用时的电荷分布
黑圆心-正电荷；圆圈-负电荷；虚线-
原子范围；E-电极；A-无电极场作用
时；B-有电场作用时
2.人体许多组织成分有电介质或导磁体性质：干的皮肤、肌腱、韧带、骨膜、骨等组织的电阻较大，有电介质性质。电介质在直流电或低频电流中，被认为是一种绝缘体；在高频电场作用下，电介质原子中的电子虽不能脱离原子，但其中带负电荷的电子和带正电荷的原子核在原子内发生位移，即带负电的电子移向电场正侧，带正电的原子核移向电场负侧，这种现象称子电介质的取向或极化，形成偶极子。在高频交流电场作用下其极性是迅速交变的，每交变一次，偶极子也随之重新取向一次，引起偶极子不断地旋转，由于电流的概念是电荷的移动，因此偶极子内束电荷的移动就形成电流。这种电流是由于偶极子内束缚电荷的位置相对移动产生的，故称为移电流。人体的氨基酸和神经鞘磷脂（Sphingomyelin）就是一种偶极子形式。在氨基酸分子式中，水平部分表示有极性的侧链，左方有带正电的氨基（NH2+），右方有带负电的羧基（COO－），垂直部分表示无极性呈中性。又在神经鞘磷脂图中“Y”形式左上方为碳氢化合物部分，右上方为脂肪酸，这二部分有很弱的而且分散的负电性，“Y”形下端有较强的正电性。
此外，人体内某些成分具有导磁性能，如氮、二氧化碳等气体和一些金属（铁、钴、镍、锰除外）在磁场中被磁化后，其磁感应强度[1]比真空中的大，导磁系数[2]（μ）大于1，称为顺磁物质[3]；另一种物质如氢、水、铋等在磁场中，其磁感应强度比在真空中的小，其μ小于1，称为逆磁物质或顽磁物质；还有如铁、钴、锰等物质被磁化后，其感应磁强度比在真空中大的多，其μ远大于1，称为铁磁物质。在人体组织成分中，这三种不同性质的磁性物质都混杂存在，故人体总导磁系数近于1。
3.高频振荡下超微结构的变化：近代研究，在电镜观察下，可见到细胞核中的染色质及线粒体在高频振荡电流作用下发生活动现象。脂肪细胞膜发生共振现象。有报导足量的微波作用神经细胞后使线粒体膜和细胞膜受损伤改变，这可能与细胞膜的渗透性增高有关。有人认为细胞膜具有磷脂键，在微波作用下，键上分子运动了生变动，从而改变膜的特性。 由于人体组织有以上多种电磁学特性，所以，当高频电流作用人体时，就产生许多生物物理学效应。大体可归纳为二类：
1.热效应：由于高频电流引起人体组织内微粒的运动，在组织内就可产生热效应。
（1）组织体液中的电解质离子（A）（如Na+、K+、C1+、OH－等）及带电胶体颗粒（B）（蛋白质分子颗粒）随电场正负变化发生快速振荡、即为传导电流。微粒相互冲撞摩擦引起欧姆耗损而产生热能。
高频电流→导体部分→离子及带电胶体振动→传导电流（包括涡流）→欧姆耗损→热效应。
（2）在组织及体液中，电介质的分或原子如氨基酸型偶极子（C）发生急剧旋转，神经鞘磷脂型极性分子（D）发生高速摆动（原位移动）即形成位移电流，微粒之间互相摩擦或与周围媒质发生冲撞，引起介质耗损而产生热能。
高频电流→电介质（包括电容）→偶极子取向及旋转→位移电流→介质耗损→热效应。
2.非热效应
当以上变化的强度小到不足以产生体温升高的情况，高频电流仍可使离子，带电胶体，偶极子发生振动和转动，亦有可能改变组织内的生长、生物物理学特性，即电磁场振荡效应。如由于共振吸收产生的选择性点状产热；乳脂、红血球等带电颗粒沿电力线分布排列成串珠状（E）现象；体内三种导磁性能物质受到高频电场作用而产生不同程度的磁化改变。以及细胞内染色质、线粒体等细胞器在电场作用下的活动共振现象和分子水平的改变等，由此而产生的生物学效应称为非热效应。
热效应和非热效应是高频电产生生理作用和治疗作用的基础。由以上可知两者是密切相关的。非热效应并不意味着绝对无热的产生，只不过这种热不足以引起人的感觉反应或体温改变而已。由于各种高频电流的波长频率不同，其在人体内产生的非热效应性质强弱不同，同一种高频电由于不同剂量其产生的非热效应也不完全一样。这种非热效应在微观上对机体的生化和生物物理过程可产生一系列影响，如在无热量的高频电疗中，出现动植物生长发育加速；神经纤维再生加快；白血球吞噬作用加强，急性炎症加速消退等现象。都说明在人体不感到热的条件下，高频电对机体仍有确切的物理和治疗作用。在高频电作用人体时，热效应中包含有非热效应，非热效应中亦有某种程度的热效应成分。一般说频率高的高频电流，或利用小剂量时（超短波小于40mw/cm2，微波小于19mw/cm2）非热效应明显，反之，频率低的高频电流，或采用大剂量作用时，热效应的作用明显，后者的非热效应被热效应（分子的布朗氏运动）所掩盖而不能显示其作用了，这点在高频电流治疗中十分重要，应引起注意和重视。
注：
（1）磁感应强度——物质在磁场中被磁化的现象称为磁感应。被磁化物质内部产生的总磁场强度称时磁感应强度（B），B的大小等于垂直于磁力线的每1cm2面积上通过的磁力线根数。
（2）导磁系数（μ）－是B与真空中的磁场强度（H）[即真空中每cm2面积上垂直通过的磁力线根数]之比：μ=B/H。
（3）顺磁物质－凡μ大于1的物质，称为顺磁物质；μ<1的称为逆磁物质；μ>1称为铁磁物质。
高频电产热作用和传导热的作用有很多不同之处。
泥、腊、水疗、热敷等传导热
1.热的成因 由于带电颗粒在高频电场中急剧振荡和旋转时互相及与周围媒质发生摩擦而产生的热属内源热 热源在体外 通过与人体接触和组织的传导传入人体属“外源热”
2.热的深度 深 浅
3.热的强度 可大可小 较小
4.热的均匀程度 较均匀 与热源直接接触处强，离热源越远越弱
5.热的稳定性 只要电流强度不变治疗由始至终热强度均能保持恒定 热源及治疗区温度随治疗时间延长而逐渐下降
6.热的可控制性 通过高频输出的调节很易加以控制 较难，中途不便于改变热源温度
7.热的选择性 通过频率和治疗技术的变化，有一定的选择作用，如电容场法，皮，皮下脂肪最热，但深度较大。线圈场和辐射法：肌肉、内脏等含水量多的组织最热：皮、皮下脂肪和电阻小的组织较热。 无，不论电学组织特性如何，均与热源直接接触处最热
8.电振荡作用
（非热效应） 有 无
9.化学作用
10.操作程序 无
较方便 热源本身化学成分对人体有作用
较烦琐
11.设备 需专门仪器，故要求具备一定条件 无需专门仪器，较简便易行
