微波技術在醫(yī)學中的應用

微波技術在醫(yī)學中應用作者：***微波技術在醫(yī)學中的應用第1頁微波生物學微波診療微波治療機理﹑特點及案例當代微波治療主要方面微波對人體危害與防護微波技術在醫(yī)學中的應用第2頁微波生物學

伴隨微波技術快速發(fā)展，其在人們?nèi)粘Ｉ钪袘迷絹碓狡毡?，近些年來，微波技術又被廣泛應用于醫(yī)學方面，形成了微波生物學，微波為許多疾病治療提供了新理念和方式。那么，微波為何能夠治療疾病呢？微波技術在醫(yī)學中的應用第3頁

微波作為毫米波一個，除了含有毫米波共有特征外，還有一些區(qū)分于其它毫米波獨特征質，正是這些獨特性質才使微波能夠被應用于醫(yī)學，為人類生命健康做出巨大貢獻。微波主要特點是它似光性、穿透性和非電離性。

1.似光性——微波與頻率較低無線電波相比，更能像光線一樣地傳輸和集中；

2.穿透性——與紅外線相比，微波照射介質時更輕易深入物質內(nèi)部；

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3.非電離性——微波量子能量與物質相互作用時，不改變物質分子內(nèi)部結構（只改變其運動狀態(tài)）。短波超短波同屬電磁波，但與微波相比，因為頻率大幅度降低，臨床效果差異很大。人體血液、淋巴液、腦脊髓液等對微波都有特殊吸收作用。如短波超短波在電極作用下，脂肪與肌肉溫升之比約為9比1，而人體皮下都有一層脂肪，脂肪吸收電磁能產(chǎn)熱過多，勢必妨礙電磁能在深部組織作用。而微波作用于人體脂肪和肌肉產(chǎn)熱之比靠近于1比1，所以微波熱效應更均勻，在較深部位肌層內(nèi)仍有顯著熱效應。微波技術在醫(yī)學中的應用第5頁微波生物學臨床治療機理

微波熱效應

人體組織是由各種有機與無機化合物組成，這些物質在電學上可含有不一樣特征，比如人體內(nèi)鈉、鉀、鈣、碘、鐵等各種無機離子，它們在微波電磁場中忽而被吸引，忽而被排斥，形成電場方向振動，振動時離子間相互摩擦以及和周圍媒質間摩擦產(chǎn)生了熱。人體膠體組織原來并不顯電性，但部分膠體顆粒吸附周圍離子也會展現(xiàn)電性，形成帶電膠體，這些物質在微波場作用下亦產(chǎn)生類似離子摩擦碰撞運動，從而產(chǎn)生熱。微波技術在醫(yī)學中的應用第6頁

人體組織中肌肉、脂肪、蛋白、內(nèi)臟、血液、淋巴液等在電學上均屬電介質，它們含有大量水分，水是極性分子，水分子所帶正電和負電作用中心重合，通常情況下不展現(xiàn)電特征。在微波電磁場下水分子極化，水分子中正電和負電作用中心不重合。形成電學中電偶極子并按高頻場瞬間場方向重新排列，使之發(fā)生急劇旋轉產(chǎn)生摩擦熱。微波非熱效應

微波作用于人體組織除熱效應外還存在著非熱效應，比如人體乳脂、紅細胞等帶電顆粒在微波場作用下沿電力線分布排列成串珠狀，這些現(xiàn)象在不引發(fā)熱電場強度下亦可發(fā)生，反應在臨床醫(yī)學上有特定療效，顯然這種療效與熱效應無關。微波技術在醫(yī)學中的應用第7頁

大量科學試驗表明，不論離子、帶電膠體或偶極子在微波場中所作振動或旋轉運動產(chǎn)生熱效應，或帶電顆粒在微波場下產(chǎn)生非熱效應（電磁振蕩效應），都能夠改變?nèi)梭w組織理化反應特征產(chǎn)生臨床治療效果。微波理療是將微波能集中照射到病變組織部位，被人體軟組織吸收。因為微波是高頻電磁場，它能夠穿透入人體組織內(nèi)部，所以這種生物效應不但局限在人體表皮產(chǎn)生，而在被照射到全部組織上從表皮到深部同時產(chǎn)生上述微波生物效應，表現(xiàn)出局部組織溫度上升，造成促進機體血液循環(huán)、增強新陳代謝、提升免疫功效和改進局部營養(yǎng)等一系列生物學作用

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除此之外，在傷口愈合治療中，微波可加速傷口部位新鮮肉芽組織生長，提升組織再生能力。經(jīng)過動物試驗、病理分析及大量臨床驗證表明，微波在促進傷口愈合、軟組織損傷等臨床治療中有消炎、緩解疼痛和促進水腫液吸收等作用。因為微波對微生物細菌有殺傷作用，所以其在外傷傷口愈合治療中有降低感染率效果，從而使外傷傷口能夠更加好地防止細菌感染，以更加快地愈合。

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微波診療

當前已經(jīng)得到了人體組織介電特征及各種組織器官在不一樣頻率下介電常數(shù)、介電損耗。當組織病變時，其形態(tài)或結構發(fā)生改變，用微波技術測量這些介電特征改變可用作診療疾病基礎。據(jù)文件報道有：微波診療肺氣腫、肺水腫；用微波熱象法診療腫瘤，用相關式輻射計診療腫瘤并確定其位置；用微波共振吸收診療腫瘤；用微波核磁共振、順磁共振診療腫瘤或其它疾病，尤其是近年來快速發(fā)展核磁共振成像技術（NMR）正在逐步取代X射線、CT等。伴隨微波技術發(fā)展，微波診療病癥將越來越多。微波診療是微波在醫(yī)學上應用主要內(nèi)容之一，包含有源診療和無源診療兩大類型。

微波技術在醫(yī)學中的應用第10頁有源診療法

這種診療方法是利用人工微波源輻射微波照射人體后進行測量診療。人體組織或器官病變將造成其介電特征發(fā)生改變，從而使射向組織或器官微波傳輸特征隨之發(fā)生改變。人們可經(jīng)過微波反射或透射情況來取得相關病變醫(yī)學信息。比如微波心圖儀、重病微波呼吸檢測儀等均屬有源微波診療儀器。微波技術在醫(yī)學中的應用第11頁無源診療法

這種方法是利用人體本身輻射微波來進行疾病診療，因不需要外加人工微波輻射源，故稱無源診療法，亦稱被動測定法。利用人體熱輻射微波波段獲取熱象圖來診療疾病方法就是一個無源診療法。當前微波熱象儀主要用來獲取人體體表微波熱象圖，利用它可發(fā)覺紅外熱象儀所不能發(fā)覺一些疾病。微波技術在醫(yī)學中的應用第12頁

微波治療

利用微波治療疾病起始于20世紀60年代，80年代已經(jīng)得到廣泛應用。微波治療疾病原理比較復雜，當前仍在對其進行研究。國內(nèi)外現(xiàn)階段研究結果表明，微波治療疾病主要是經(jīng)過熱效應和生物效應來實現(xiàn)。

微波技術在醫(yī)學中的應用第13頁微波熱效應

人體組成成份大部分是碳水化合物，碳水化合物分子都是極性分子，極性分子在微波場作用下，隨微波頻率改變其極性。改變其極性頻率與微波頻率相同，其振幅與微波強度成正比。因為極性分子存在磁阻，從而消耗微波能量而生熱，利用這些熱量到達治病目標，這就是微波治療熱效應。

微波技術在醫(yī)學中的應用第14頁微波非熱效應

所謂非熱治療，就是用強度微弱電磁波照射人體相關部位，經(jīng)過由照射所產(chǎn)生生物效應到達治療疾病目標治療方法。大量生活現(xiàn)實和試驗證實微波會引發(fā)人體生物效應。比如，用頻率為2450MHz、功率密度為5mW/cm微波照射人體穴位時，被照歐穴位處就會酸沉似針灸感覺，用這一強度微波照射涌泉穴時，就會有全身舒適感覺，但無燥熱感。用頻率為35GHz、70mW毫米波照射相關穴位時就會增加白血球等，可見微波非熱效應是存在。微波技術在醫(yī)學中的應用第15頁

國外有些教授認為，微波照射人體之所以會產(chǎn)生微波生物效應，是因為人體各種組織都有固有頻率，當微波頻率與某組織固有頻率相同時，該組織產(chǎn)生諧振，從而吸收能量。當該組織吸收能量超出某一閾值時，就會引發(fā)生物效應。非熱效應多用于人體內(nèi)分泌失調(diào)和某一系統(tǒng)失調(diào)疾病治療，它治療原理與我國針灸治療原理相同，但用微波非熱治療時病人沒有任何痛苦，更無任何副作用。微波技術在醫(yī)學中的應用第16頁

微波治療采取高頻率局部輻射，在較小微波功率輸出條件下，即可到達預期治療效果。微波對人體組織熱效應效率高、穿透力強、含有內(nèi)外同時產(chǎn)生熱優(yōu)點。微波在人體組織內(nèi)產(chǎn)生熱量，作用可達5--8厘米，可穿透衣物和石膏等體表覆蓋物，直達病灶部位促進血液循環(huán)、水中吸收和新肉芽生長。體表式輻射器便于擺位（人體表各部位），不受患者坐、臥影響，從而讓患者使用感覺更舒適、操作更簡單。

微波治療特點微波技術在醫(yī)學中的應用第17頁治療效果好

微波治療適用范圍廣，其能夠治療各種疾病，治療中無痛苦、無創(chuàng)傷、無副作用和不良反應，含有消炎、活血、止痛之功效。

穿透力強

微波治療含有很強穿透力，不需要除去衣物即可治療，所以即使是人體尷尬部位治療也不需要它以回避，能夠在休閑和娛樂中解除病痛。

微波技術在醫(yī)學中的應用第18頁對人體組織熱效應效率高

微波在脂肪與肌肉產(chǎn)生熱百分比靠近1（短波和超短波在電極作用下脂肪溫升與肌肉溫升至比約為9比1），即微波熱效應比較均勻，即使在較深部位肌肉層仍有顯著熱效應。因而，即使較深部位病癥也可到達很好療效

。微波治療儀微波技術在醫(yī)學中的應用第19頁

利用微波治療常見案例微波治療炎癥

炎癥往往是因為人體某一部分受傷，受感染或血液循環(huán)不良而產(chǎn)生病變。當微波照射到病變部位時，病變組織快速升溫，人體有一個本身保護功效，當某一局部溫度升高時，就會加緊血液循環(huán)，增加患部血壓，從而打通患部被堵塞和變窄血管，同時增加患部營養(yǎng)，改進血液循環(huán)條件，使炎癥逐步消失。患部發(fā)燒能夠殺死致病細菌和病毒，這也是取得高療效原因之一。微波技術在醫(yī)學中的應用第20頁

微波治療外傷出血

當微波照射到留在傷口外血液上時，血液吸收微波能生熱。血液中水分快速蒸發(fā)，血液立時變粘稠并凝固，從而堵塞傷口，到達止血效果。在微波熱效應和使極性分子高速轉換極性作用下，病菌（如大腸桿菌、葡萄球菌、霉菌等）會被殺死，從而到達殺菌消毒作用，使傷口不至于受感染，尤其對破傷風預防最為有效。微波照射人體不但有熱效應，同時產(chǎn)生生物效用還能夠給傷口提供足夠養(yǎng)分，從而加緊傷口愈合。微波技術在醫(yī)學中的應用第21頁

微波治療內(nèi)傷淤血

當人體內(nèi)部形成淤血時，血管就會被堵塞。當微波照射上后，淤血吸收能量形成局部升溫，因體內(nèi)水分不易蒸發(fā)，血塊被稀釋，同時因為人體本身保護作用，對病變位置大量供血，從而打通被淤血堵塞血管，因為供血變流暢，淤血被組織吸收。

微波技術在醫(yī)學中的應用第22頁微波熱療還可用于純物理性治療

微波熱療可打通因食道腫瘤而堵塞食管，還可切除腸道、子宮息肉等。治療原理是將雙極輻射器送到患部，進行瞬時放電，把病變組織固化。這個治療方法實質是經(jīng)過微波趨膚效應，把病變組織從表面逐步像內(nèi)燒死，從而到達目標。微波技術在醫(yī)學中的應用第23頁微波加熱治療腫瘤

國內(nèi)外大量醫(yī)學研究表明，腫瘤細胞不但在42.5～45攝氏度溫度環(huán)境下就會萎縮以致死亡，而且腫瘤組織內(nèi)血液循環(huán)不暢，這對于用微波治療非常有利。因為微波有選擇加熱性，也就是從體外用微波輻射器照射體內(nèi)腫瘤時，被照射健康組織因血液循環(huán)正常不會快速升溫，而腫瘤部分溫度則很快地升到治療溫度，再用微微波技術在醫(yī)學中的應用第24頁波輻射計測量出患部溫度，用它自動控制微波源輸出功率，從而就可使患部在整個治療過程中溫度保持在42.5~45攝氏度溫度范圍內(nèi)，這么不但能夠治療腫瘤，而且也能夠抱枕過正常細胞不被破壞。微波技術在醫(yī)學中的應用第25頁

當代微波治療主要方面微波透熱治療

因為微波熱效應能使血液循環(huán)加速，刺激器官功效，促進新陳代謝，因而能促使組織再生，起到消炎止痛、解痙功效。人們依據(jù)微波這種特點，利用微波治療儀治療肌肉勞損、關節(jié)疼痛、各種炎癥等取得了良好效果。作為微波熱療另首先是微波治療腫瘤。腫瘤組織比正常組織含水量告，所以腫瘤組織中微波熱效應更為顯著，而腫瘤組織耐熱性又較差，通常42～44℃即可抑制腫瘤生長甚至使腫瘤死亡。所以，我們可利用微波熱效應使腫瘤處局部升溫到抑制腫瘤細胞生長或造成死亡溫度范圍，用以治療癌癥。微波技術在醫(yī)學中的應用第26頁微波針灸

當代微波技術與傳統(tǒng)中醫(yī)針灸技術相結合形成了微波針灸治療方法。此方法用聚焦微波束照射刺激相關穴位，到達治療目標。當微波照射穴位時，因為熱效應，穴位溫度升高，其熱量沿經(jīng)絡傳遞，產(chǎn)生溫針效應和溫補效應。另首先，微波沿經(jīng)絡傳導，經(jīng)過生物電磁效應使刺激作用以波動形式在體內(nèi)傳輸，所以微波針灸所誘導刺激作用并不局限于局部照射區(qū)域。微波針灸操作簡單，針感顯著而持久，病人無痛苦。微波技術在醫(yī)學中的應用第27頁微波手術刀

在外科手術中，利用微波能量切開組織裝置稱為微波手術刀。微波熱效應可使切口附近組織溫度升高直至血液凝固。利用微波手術，切口無需縫合，可降低失血并縮短手術時間。微波技術在醫(yī)學中的應用第28頁

微波對人體危害與防護

微波照射人體時，被組織吸收而發(fā)燒，人體吸收微波功率越大，溫度升得也越高，當溫度超出某一門限時則會造成對人體危害。動物試驗表明，在高頻強功率微波作用下，不但會灼傷皮膚，而且會引發(fā)中樞神經(jīng)機能障礙，以及交感神經(jīng)擔心或失調(diào)。另外，微波輕易灼傷眼睛，因為眼睛玻璃體上沒有血管，熱量不易散發(fā)。微波技術在醫(yī)學中的應用第29頁

即使微波會對人體造成損傷，不過只要注意以下幾點也沒必要對微波治療產(chǎn)生懼怕心理。

1、只要不是長久處于低強度微波場中，或出于強微波場中，就不會造成不可逆損害。

2、微波治療是局部照射，被局部照射正常組織生熱，經(jīng)過血液循環(huán)會很快散發(fā)到體外，不會對人體造成任何損害。微波技術在醫(yī)學中的應用第30頁

3、對人體微波損害敏