Bài 11: Qui luật tác dụng của bức xạ điện từ

Chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu được chương 2 ( gồm 4 bài, link đọc full ở bên dưới ) của chuỗi các bài viết xoay quanh kiến thức về Vật lý trị liệu, cũng như các loại thiết bị liên quan đến điện trị liệu được dùng phổ biến hiện nay. Tiếp theo chúng ta sẽ tiếp tục với chương 3 đó là Nguyên lý chung của điện trị liệu (Năng lượng, tần số sóng, âm thanh…). Chương 3 gồm 6 bài đó là:

          Bài 8: Năng lượng bức xạ

          Bài 9: Bức xạ điện từ

          Bài 10: Tần số và bước sóng

          Bài 11: Qui luật tác dụng của bức xạ điện từ

          Bài 12: Ứng dụng phổ điện từ trong điều trị

          Bài 13: Phổ âm thanh và siêu âm

Ở trong bài này chúng ta sẽ đi tìm hiểu Bài 11: Quy luật tác dụng của bức xạ điện từ (Lưu ý bài viết dài và có nhiều kiến thức chuyên sâu, mọi người chú ý đọc hết để hiểu rõ tránh việc hiểu sai hoặc không hiểu làm ảnh hưởng tới bài tiếp theo) 

Bài 11: Quy luật tác dụng của bức xạ điện từ

Khi tương tác với cơ thể, bức xạ điện từ có thể bị phản xạ, khúc xạ, hấp thụ và truyền qua. Một cách tổng quát, bức xạ có bước sóng càng lớn (tần số càng nhỏ) sẽ có độ xuyên sâu trong cơ thể càng lớn. Tuy nhiên, nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng tới độ xuyên sâu, yếu tố quan trọng xác định mức độ tương tác của bức xạ với tổ chức sinh học..

1. Nguyên lí Arndt – Schultz:

Mục đích của việc dùng các tác nhân điện trị liệu là kích thích tổ chức sinh học. Để khôi phục trạng thái chức năng sinh lý bình thường. Tác dụng chỉ xuất hiện khi năng lượng kích thích được hấp thụ tại tổ chức cần tác động. Nguyên lí Arndt – Schultz cho rằng, không có phản ứng hoặc thay đổi tại tổ chức khảo sát. Nếu năng lượng hấp thụ không đủ để kích thích. Mục đích của nhà trị liệu là dùng một năng lượng đủ lớn để kích thích tổ chức sinh học cần tác động. Với lưu ý thêm rằng, quá nhiều năng lượng sẽ gây rối loạn chức năng sinh học bình thường. Và nếu rối loạn đủ nghiêm trọng, mô sẽ bị phá hủy.

bức xạ điện từ hình vẽ thể hiện năng lượng điện từ
Hình 3.1: Sự phản xạ, khúc xạ và hấp thụ bức xạ điện từ.

2. Định luật Grotthus – Draper:

Mối quan hệ tỷ lệ nghịch giữa năng lượng hấp thụ tại bề mặt. Và tại các lớp tổ chức nằm sâu bên dưới được mô tả nhờ định luật Grotthus – Draper (hình 3.1). Khi bức xạ điện từ tới bề mặt da, một phần năng lượng bị phản xạ lại môi trường. Phần còn lại sẽ đi vào tổ chức, một phần trong đó sẽ được hấp thụ tại bề mặt. Nếu phần năng lượng đó đủ lớn, nó sẽ tạo ra các phản ứng bề mặt, chẳng hạn giãn mạch máu da.

Phần năng lượng không bị hấp thụ tại bề mặt sẽ đi tới các tổ chức nằm sâu hơn (mỡ và cơ). Tại mặt ngăn cách giữa các loại tổ chức (nơi da gặp mỡ hoặc mỡ gặp cơ). Sự khác nhau về mật độ tổ chức sẽ làm chùm năng lượng bị khúc xạ. Tức thay đổi phương truyền. Cuối cùng, nếu năng lượng vẫn đủ mạnh, tại tổ chức cần tác động sẽ xẩy ra các thay đổi cần thiết. Một minh họa của việc ứng dụng định luật Grotthus-Draper là dùng kỹ thuật siêu âm để tăng nhiệt độ của một loại cơ nằm sâu dưới da. Khi đó siêu âm 1 MHz sẽ hiệu quả hơn 3 MHz. Vì tần số 1 MHz bị hấp thụ tại bề mặt ít hơn, nên có khả năng xuyên sâu hơn.

3. Định luật cosine:

Năng lượng bức xạ sẽ dễ dàng lan truyền tới các tổ chức sâu hơn nếu được chiếu vuông góc với bề mặt vùng cơ thể cần tác động. Nói cách khác góc tới càng nhỏ, phần năng lượng bị phản xạ lại môi trường càng nhỏ. Do đó phần năng lượng đi vào cơ thể càng lớn. Đó là định luật cosine, rất quan trọng với các phương pháp thấu nhiệt cao tần, siêu âm, tử ngoại và hồng ngoại (hình 3.2). Đó là các phương pháp mà hiệu quả sinh học phụ thuộc chủ yếu vào việc chúng được bức chiếu người bệnh như thế nào.

Một minh họa của định luật cosine là khi tiến hành điều trị bằng siêu âm. Bề mặt của đầu phát cần tiếp xúc trực tiếp với da. Nhờ đó chùm siêu âm từ đầu phát sẽ vuông góc với bề mặt da. Do đó tối thiểu hóa phần năng lượng phản xạ.

bức xạ điện từ, hình vẽ thể hiện nguồn năng lượng
Hình 3.2: Định luật cosine nói rằng khi chiếu vuông góc với bề mặt tác dụng, năng lượng bức xạ sẽ được hấp thụ nhiều hơn.

4. Định luật nghịch đảo bình phương:

Cường độ bức xạ tới một bề mặt vật chất bất kỳ sẽ tỉ lệ nghịch với bình phương của khoảng cách từ nguồn phát tới đối tượng tác động. Chẳng hạn khi dùng đèn hồng ngoại chiếu vùng thắt lưng, mức nhiệt năng tại bề mặt da khi khoảng cách giữa đèn. Và vùng tác động là 20cm sẽ lớn gấp 4 lần so với khoảng cách 40cm. Đó là định luật nghịch đảo bình phương, rất quan trọng trong các qui trình điều trị (hình 3.3).

bức xạ điện từ, hình vẽ chỉ tại các điểm
Hình 3.3: Định luật nghịch đảo bình phương phát biểu rằng, cường độ bức xạ tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn tới tổ chức cần tác động.

Mọi tác nhân vật lý dùng bức xạ điện từ đều là đối tượng của mối quan hệ giữa độ hấp thụ và độ xuyên sâu. Các tác nhân phát bức xạ có bước sóng dài hơn. Sẽ có khả năng truyền qua các lớp tổ chức bề mặt nhiều hơn. Do đó sẽ tới được các vị trí sâu hơn. Nơi năng lượng được hấp thụ và gây hiệu ứng mong muốn.

Đọc tiếp: Bài 12: Ứng dụng phổ điện từ trong điều trị ( Bấm để đọc

Theo dõi thêm các thông tin liên quan về VLTL- PHCN tại đây.


Hãy liên hệ ngay với chúng tôi khi cần tư vấn và giúp đỡ!