微波技术在医学中的应用.ppt

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1、微波技术在医学中的应用作者：***微波生物学微波诊断微波治疗的机理﹑特点及案例现代微波治疗的主要方面微波对人体的危害与防护微波生物学随着微波技术的快速发展，其在人们日常生活中的应用越来越普遍，近些年来，微波技术又被广泛应用于医学方面，形成了微波生物学，微波为许多疾病的治疗提供了新的理念和方式。那么，微波为什么可以治疗疾病呢？微波作为毫米波的一种，除了具有毫米波的共有特性外，还有一些区别于其他毫米波的独特性质，正是这些独特的性质才使微波能够被应用于医学，为人类的生命健康做出巨大贡献。微波的主要特点是它的似

2、光性、穿透性和非电离性。1.似光性——微波与频率较低的无线电波相比，更能像光线一样地传播和集中；2.穿透性——与红外线相比，微波照射介质时更容易深入物质内部；3.非电离性——微波的量子能量与物质相互作用时，不改变物质分子的内部结构（只改变其运动状态）。短波超短波同属电磁波，但与微波相比，由于频率大幅度降低，临床效果差别很大。人体的血液、淋巴液、脑脊髓液等对微波都有特殊的吸收作用。如短波超短波在电极作用下，脂肪与肌肉的温升之比约为9比1，而人体皮下都有一层脂肪，脂肪吸收电磁能产热过多，势必妨碍电磁能在深部

3、组织的作用。而微波作用于人体脂肪和肌肉的产热之比接近于1比1，因此微波的热效应更均匀，在较深部位肌层内仍有显著的热效应。微波生物学临床治疗机理微波热效应人体组织是由各种有机与无机化合物组成的，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，形成电场方向的振动，振动时离子间的互相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，形成带电的胶体，这些物质在微波场作用下亦产生类似离子

4、的摩擦碰撞运动，从而产生热。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，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，水分子中正电和负电作用中心不重合。形成电学中的电偶极子并按高频场瞬间场的方向重新排列，使之发生急剧旋转产生摩擦热。微波非热效应微波作用于人体组织除热效应外还存在着非热效应，例如人体乳脂、红细胞等带电颗粒在微波场作用下沿电力线分布排列成串珠状，这些现象在不引起热的电场强度下亦可发生，反映在临床

5、医学上有特定疗效，显然这种疗效与热效应无关。大量科学实验表明，不论离子、带电胶体或偶极子在微波场中所作振动或旋转运动产生的热效应，或带电颗粒在微波场下产生的非热效应（电磁振荡效应），都可以改变人体组织的理化反应特性产生临床的治疗效果。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，表现出局部组织温度上升，导致促进机体血液循环、增强新陈代谢、提高

6、免疫功能和改善局部营养等一系列生物学作用。除此之外，在伤口愈合治疗中，微波可加速伤口部位新鲜肉芽组织生长，提高组织再生能力。通过动物实验、病理分析及大量临床验证表明，微波在促进伤口愈合、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等作用。由于微波对微生物细菌有杀伤作用，因此其在外伤伤口愈合治疗中有降低感染率的效果，从而使外伤伤口能够更好地避免细菌感染，以更快地愈合。微波诊断目前已经得到了人体组织的介电特性及各种组织器官在不同频率下的介电常数、介电损耗。当组织病变时，其形态或结构发生变化，用微波

7、技术测量这些介电特性的变化可用作诊断疾病的基础。据文献报道的有：微波诊断肺气肿、肺水肿；用微波热象法诊断肿瘤，用相关式辐射计诊断肿瘤并确定其位置；用微波共振吸收诊断肿瘤；用微波核磁共振、顺磁共振诊断肿瘤或其他疾病，尤其是近年来迅速发展的核磁共振成像技术（NMR）正在逐步取代X射线、CT等。随着微波技术的发展，微波诊断的病症将越来越多。微波诊断是微波在医学上应用的主要内容之一，包括有源诊断和无源诊断两大类型。有源诊断法这种诊断方法是利用人工微波源辐射的微波照射人体后进行测量诊断的。人体组织或器官的病变将导

8、致其介电特性发生改变，从而使射向组织或器官的微波传输特性随之发生变化。人们可通过微波的反射或透射情况来获得有关病变的医学信息。例如微波心图仪、重病微波呼吸检测仪等均属有源微波诊断仪器。无源诊断法这种方法是利用人体本身辐射的微波来进行疾病的诊断，因不需要外加人工微波辐射源，故称无源诊断法，亦称被动测定法。利用人体热辐射的微波波段获取热象图来诊断疾病的方法就是一种无源诊断法。目前的微波热象仪主要用来获取人体体表的微波热象图，利用它可发现红外热象