高頻電療法
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高頻電療法
一、高頻電概述
頻率大於100千赫（100,000赫）的交流電稱為高頻電流。它以電磁波形式向四周傳播。電磁波在空間傳播的速度等於光速，為3×108米/秒。高頻電流的頻率與波長成反比關係，可以公式表示：f＝V/λ。式中f為頻率，單位為Hz，λ為波長，單位為m，V為光速，單位為m/s。所以，知道高頻電的頻率就可以算出它的波長，知道波長也可求出它的頻率。應用高頻電作用人體達到防治疾病目的方法稱高頻電療法。
二、高頻電的特徵
高頻電作用人體時具有下列特徵：
（一）不產生電解 由於它是交流電，是一種正負交替變化的電流，在正半周內，離子向一方向移動；負半周內，離子又向反方向移動，所以，不會產生電解作用。
（二）作用神經肌肉時不產生興奮作用 根據電生理測定，如果需引起神經或肌肉興奮，刺激的持續時間應分別達到0.3和1ms。但當頻率大於100,000赫時，每個周期的時間小於0.01ms，而其中陰極刺激只佔其中的1/4即0.0025ms，兩者數值均未達到興奮要求，因此，由於高頻電頻率很高，在正常情況下，無論通過多少個周期，一般均不引起神經肌肉興奮而產生收縮反應。
（三）高頻電通過人體時能在組織內產生熱效應和非熱效應 在低中頻電流中，由於通過組織電流較小，不能產生足夠熱量。但在高頻電時，由於頻率上升，容抗XC急劇下降，組織電阻可明顯下降到數百，數十甚至數個歐姆，因此，通過人體的電流可急劇增加。根據焦耳－楞次定律，Q＝0.24I2Rt，公式中Q－產熱量，I－電流強度，R－電阻，t－通電時間，所以，高頻電組織內可產生熱效應。此外，高頻電在以不引起體溫升高的電場強度作用人體時，也可改變組織的理化特性和生理反應，稱為非熱效應。
（四）高頻電治療時，電極可以離開皮膚 在低、中頻電療時，電極必須與皮膚緊密接觸，否則電流不能通入人體，其原因是電極離開皮膚時，皮膚與電極及兩者間的空氣隙形成了一個電容，皮膚和電極相當於電容器的二個導體，空氣則相當於介質。
根據物理公式，一電容的容抗為
XC＝1/2πfc
E-電極； S-皮膚； A-空氣
由以上公式可知，f 愈大，XC愈小，電流容量通過電容器。
現設E和S之面積各為1000cm2，E、S相距2cm，則按公式可求出不同頻率時這一電容的容抗大小。如
①直流電：f＝0，故XC＝∝，因此直流電不能通過。
②低頻電流：設f＝100Hz，算出XC＝36.7MΩ，由於阻抗為36.7兆歐（MΩ）因此低頻電不易通過。
③中頻電流：設f＝5000Hz，算出XC＝710KΩ而中頻電流常用50V的電壓，根據I＝V/R故通過的電流甚微（比例為0.07mA），故亦不能通過這一電容而對人體產生有價值的作用。
④高頻電流：設f＝40.68MHz（超短波，波長7m）。根據計算XC＝88Ω，而大超短波治療機一般輸入電壓為100-150V，如以100V計算，則通過這一電容的電流為100/88＝1.14A，由此說明超短波機電流完全可以暢通地通過電極、空氣與皮膚三者形成的電容，所以，治療時電極可以離開皮膚。但中波透熱電療由於其頻率較低（100-300萬赫），而治療時需要大電流，電極仍須接觸皮膚，否則不能達到透熱效果。
三、高頻電療的分類
（一）按波長分類
醫療上所用的波長劃分為短波，超短波，分米波，微波。
（二）按波形分類
1.減幅正弦電流：電流波幅依次遞補遞減，最後降至0，這種電流用火花放電產生，臨床常用的有共鳴火花（達松代爾）療法。
2.等幅正弦電流：電流波幅相等恆定不變，連續振蕩，臨床常用的有中波，短波，超短波療法等。
3.脈衝正弦電流：正弦電流以脈衝形式出現，通電時間短，脈衝峰值大，斷時間長，，目前採用這種電流的有脈衝短波和脈衝超短波療法。最近出現脈衝微波實驗研究報導，但臨床應用尚少見。
（三）按功率分類
1.小功率輸出：適用於小器官和較表淺部位治療，如40-60W的五官科用的小型超短波治療機。
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2.中等功率輸出：用於較大部位和較深的內臟部位治療，如100-300W的超短波治療機。
3.大功率輸出：為近年來發展應用的射頻療法，功率可達1000W或1000W以上，如大功率短波、超短波和大功率微波、分米波治療機，用於治療惡性腫瘤。
（四）按電流作用人體的方式分類
1.直接接觸法，電極直接與人體皮膚或粘膜接觸，這多用在頻率較低的高頻電流，因它不易通過電極與皮膚形成的電容。如中波電療法即屬於此類。
2.電容是場法 電極與人體相距一定的距離，整個人體和電極與人體間的空氣（或棉毛織品）作為一種是介質放在兩個電極之間，形成一個電容，人體在此電容中接受電場作用，故稱電容電場療法。由於這種電容量小，容抗較大，因此只有頻率較高的高頻電流才能通過，如短波和超短波療法。
3.電纜電磁場療法（線圈電磁場法）用一根電纜將人體或肢體圍繞數圈，通過高頻電流，由於電磁感應，在電纜圈內產生磁場，隨之引起人體內產生渦電流，引起各種生理治療作用，如短波電纜療法。
4.輻射電磁場法：當高頻電流的頻率很高時，其波長接近光波，很多物理特徵與光相似。在其發無線電磁波的天線周圍裝一個類似燈罩狀的輻射器，使電磁波象光一樣經輻射器作用到人體，如分米波和微波療法。
高頻電作用人體的主要方式
E－電極或輻射器、M－人體，A直接接觸法，B電容電場法，
C電纜電磁法，D輻射場法
四、高頻電對人體的作用基礎與生物物理學效應
（一）高頻電對人體的作用基礎
在高頻電作用下人體各種組織可以形成導體、電介質、電容體和導磁體的性質、這對了解高頻電療作用人體時產生的效應有重要意義。
1.人體組織是一個導體和電容體：人體組織中的血液、淋巴液以及其他各種體液均含有大量水分，且體液中含有大量電解質離子，如K+，Na+，Ca+，Mg2+，C1-，PO43-……等，因此能傳導電流。但在直流電和低頻電中，這些導體的電阻比較大，原因是人體組織的結構不均勻，同一組織中可以同時混雜有電阻和電容成分，如在肌組織中，肌細胞膜就有電容性質，肌細胞外液和內含物是良導體，直流電和低頻電流不能或很難通過電容，電流只能從其周圍的體液通過，顯示電阻較大，電流較小；而在高頻電時，由於頻率f很高，電容C之容抗XC（XC＝1/2πfc）因f上升而降低，在同一時間內電流可以通過導體和膜電容部分，結果電阻明顯下降，電力線的分布要比低頻電中均勻得多，對組織作用也更為均勻。
低、高頻電流通過組織細胞進的情形
BRC－紅血球，m－細胞膜；L-電力線；A－低頻電療時電力線的分布；
B-高頻電療時電力線的分布
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電介質原子無電場和有電場
作用時的電荷分布
黑圓心-正電荷；圓圈-負電荷；虛線-
原子範圍；E-電極；A-無電極場作用
時；B-有電場作用時
2.人體許多組織成分有電介質或導磁體性質：乾的皮膚、肌腱、韌帶、骨膜、骨等組織的電阻較大，有電介質性質。電介質在直流電或低頻電流中，被認為是一種絕緣體；在高頻電場作用下，電介質原子中的電子雖不能脫離原子，但其中帶負電荷的電子和帶正電荷的原子核在原子內發生位移，即帶負電的電子移向電場正側，帶正電的原子核移向電場負側，這種現象稱子電介質的取向或極化，形成偶極子。在高頻交流電場作用下其極性是迅速交變的，每交變一次，偶極子也隨之重新取向一次，引起偶極子不斷地旋轉，由於電流的概念是電荷的移動，因此偶極子內束電荷的移動就形成電流。這種電流是由於偶極子內束縛電荷的位置相對移動產生的，故稱為移電流。人體的胺基酸和神經鞘磷脂（Sphingomyelin）就是一種偶極子形式。在胺基酸分子式中，水平部分表示有極性的側鏈，左方有帶正電的氨基（NH2+），右方有帶負電的羧基（COO－），垂直部分表示無極性呈中性。又在神經鞘磷脂圖中「Y」形式左上方為碳氫化合物部分，右上方為脂肪酸，這二部分有很弱的而且分散的負電性，「Y」形下端有較強的正電性。
此外，人體內某些成分具有導磁性能，如氮、二氧化碳等氣體和一些金屬（鐵、鈷、鎳、錳除外）在磁場中被磁化後，其磁感應強度［1]比真空中的大，導磁係數［2]（μ）大於1，稱為順磁物質［3]；另一種物質如氫、水、鉍等在磁場中，其磁感應強度比在真空中的小，其μ小於1，稱為逆磁物質或頑磁物質；還有如鐵、鈷、錳等物質被磁化後，其感應磁強度比在真空中大的多，其μ遠大於1，稱為鐵磁物質。在人體組織成分中，這三種不同性質的磁性物質都混雜存在，故人體總導磁係數近於1。
3.高頻振蕩下超微結構的變化：近代研究，在電鏡觀察下，可見到細胞核中的染色質及粒線體在高頻振蕩電流作用下發生活動現象。脂肪細胞膜發生共振現象。有報導足量的微波作用神經細胞後使粒線體膜和細胞膜受損傷改變，這可能與細胞膜的滲透性增高有關。有人認為細胞膜具有磷脂鍵，在微波作用下，鍵上分子運動了生變動，從而改變膜的特性。
（二）高頻電場作用人體時的生物物理學效應
由於人體組織有以上多種電磁學特性，所以，當高頻電流作用人體時，就產生許多生物物理學效應。大體可歸納為二類：
1.熱效應：由於高頻電流引起人體組織內微粒的運動，在組織內就可產生熱效應。
（1）組織體液中的電解質離子（A）（如Na+、K+、C1+、OH－等）及帶電膠體顆粒（B）（蛋白質分子顆粒）隨電場正負變化發生快速振蕩、即為傳導電流。微粒相互衝撞摩擦引起歐姆耗損而產生熱能。
高頻電流→導體部分→離子及帶電膠體振動→傳導電流（包括渦流）→歐姆耗損→熱效應。
（2）在組織及體液中，電介質的分或原子如胺基酸型偶極子（C）發生急劇旋轉，神經鞘磷脂型極性分子（D）發生高速擺動（原位移動）即形成位移電流，微粒之間互相摩擦或與周圍媒質發生衝撞，引起介質耗損而產生熱能。
高頻電流→電介質（包括電容）→偶極子取向及旋轉→位移電流→介質耗損→熱效應。
2.非熱效應
當以上變化的強度小到不足以產生體溫升高的情況，高頻電流仍可使離子，帶電膠體，偶極子發生振動和轉動，亦有可能改變組織內的生長、生物物理學特性，即電磁場振蕩效應。如由於共振吸收產生的選擇性點狀產熱；乳脂、紅血球等帶電顆粒沿電力線分布排列成串珠狀（E）現象；體內三種導磁性能物質受到高頻電場作用而產生不同程度的磁化改變。以及細胞內染色質、粒線體等細胞器在電場作用下的活動共振現象和分子水平的改變等，由此而產生的生物學效應稱為非熱效應。
熱效應和非熱效應是高頻電產生生理作用和治療作用的基礎。由以上可知兩者是密切相關的。非熱效應並不意味著絕對無熱的產生，只不過這種熱不足以引起人的感覺反應或體溫改變而已。由於各種高頻電流的波長頻率不同，其在人體內產生的非熱效應性質強弱不同，同一種高頻電由於不同劑量其產生的非熱效應也不完全一樣。這種非熱效應在微觀上對機體的生化和生物物理過程可產生一系列影響，如在無熱量的高頻電療中，出現動植物生長發育加速；神經纖維再生加快；白血球吞噬作用加強，急性炎症加速消退等現象。都說明在人體不感到熱的條件下，高頻電對機體仍有確切的物理和治療作用。在高頻電作用人體時，熱效應中包含有非熱效應，非熱效應中亦有某種程度的熱效應成分。一般說頻率高的高頻電流，或利用小劑量時（超短波小於40mw/cm2，微波小於19mw/cm2）非熱效應明顯，反之，頻率低的高頻電流，或採用大劑量作用時，熱效應的作用明顯，後者的非熱效應被熱效應（分子的布朗氏運動）所掩蓋而不能顯示其作用了，這點在高頻電流治療中十分重要，應引起注意和重視。
註：
（1）磁感應強度——物質在磁場中被磁化的現象稱為磁感應。被磁化物質內部產生的總磁場強度稱時磁感應強度（B），B的大小等於垂直於磁力線的每1cm2面積上通過的磁力線根數。
（2）導磁係數（μ）－是B與真空中的磁場強度（H）[即真空中每cm2面積上垂直通過的磁力線根數]之比：μ＝B/H。
（3）順磁物質－凡μ大於1的物質，稱為順磁物質；μ<1的稱為逆磁物質；μ>1稱為鐵磁物質。
高頻電產熱作用和傳導熱的作用有很多不同之處。
泥、臘、水療、熱敷等傳導熱
1.熱的成因 由於帶電顆粒在高頻電場中急劇振蕩和旋轉時互相及與周圍媒質發生摩擦而產生的熱屬內源熱 熱源在體外 通過與人體接觸和組織的傳導傳入人體屬「外源熱」
2.熱的深度 深 淺
3.熱的強度 可大可小 較小
4.熱的均勻程度 較均勻 與熱源直接接觸處強，離熱源越遠越弱
5.熱的穩定性 只要電流強度不變治療由始至終熱強度均能保持恆定 熱源及治療區溫度隨治療時間延長而逐漸下降
6.熱的可控制性 通過高頻輸出的調節很易加以控制 較難，中途不便於改變熱源溫度
7.熱的選擇性 通過頻率和治療技術的變化，有一定的選擇作用，如電容場法，皮，皮下脂肪最熱，但深度較大。線圈場和輻射法：肌肉、內臟等含水量多的組織最熱：皮、皮下脂肪和電阻小的組織較熱。 無，不論電學組織特性如何，均與熱源直接接觸處最熱
8.電振蕩作用
（非熱效應） 有 無
9.化學作用
10.操作程序 無
較方便 熱源本身化學成分對人體有作用
較煩瑣
11.設備 需專門儀器，故要求具備一定條件 無需專門儀器，較簡便易行
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