8.3.1. Медицинская диагностика и лечение с помощью физических полей. Непосредственное использование физических полей для установления медицинского диагноза началось с открытия рентгеновских лучей в 1895 г. Оно положило начало рентгенодиагностике, основанной на использовании радиационного поля. В дальнейшем исследования в области ядерной физики обусловили развитие радиобиологии, изучающей действие ионизирующих излучений на живые организмы. Эти же исследования положили начало использованию радиоактивных изотопов как в диагностических, так и в лечебных целях. Методами исследования, существенно расширившими возможности распознавания различных заболеваний, стали электрокардиография, эхокардиография, миллиметровая и микроволновая электромагнитная томография, ультразвуковая томография. Большое влияние на успешное развитие медицины оказывают электроника и вычислительная техника, повысившие объективность диагностики и лечения. Примечательно, что в современной медицине для диагностики широко применяются физические приборы, основанные на измерении температурного поля, - тепловизоры, использующиеся также для дистанционных геофизических съемок.
241
Примером применения новых физических методов медицинской диагностики может служить метод электроакупунктурной компьютерной диагностики (по Р. Фоллю). Этот метод предназначен для распознавания заболеваний путем измерения проводимости точек акупунктуры (особых точек на теле человека, связанных с управляющими нервными центрами) и величины возникающих в них электрических потенциалов ("потенциалов реакции"). Экспериментально показано, что эти параметры связаны с функционированием органов и их патологическим состоянием через нервно-гуморальную систему. Обработка информации на компьютере позволяет сделать предварительный энергетический анализ состояния отдельных органов организма как в целом, так и на клеточном уровне. Полученные данные служат основой для профилактики, более детальной биофизической диагностики и лечения.
Если использование физических полей для целей диагностики ведется недавно, то более известен раздел медицины, в рамках которого изучается лечебное действие естественных и искусственных физических полей, называемый физиотерапией. В ней применяются искусственно создаваемые температурное, электрическое, электромагнитное, магнитное, радиоактивное и другие поля. Еще в глубокой древности в Индии, Египте, Греции и Риме было известно целебное воздействие горячей (37 - 42°С) воды и горячих грязей на человеческий организм. Уже тогда сооружались бани (термы), дошедшие до нас как одно из действенных термотерапевтических средств. Терапевтическое действие высокой температуры заключается в расширении кровеносных сосудов и улучшении за счет этого кровоснабжения кожи, мышц, суставов, внутренних органов, повышении интенсивности обменных процессов в организме. Сейчас возможности и средства термотерапии существенно расширились за счет использования, кроме горячей воды и горячих грязей, также парафина, озокерита и других искусственных источников тепла, таких, например, как генераторы инфракрасного излучения.
Широко применяются различные виды лечения электрическим током (электротерапия). С лечебными и профилактическими целями при электротерапии используются постоянный и переменный разной частоты электрический ток, электрическое и магнитное поля. Благодаря богатому выбору методов электролечение представляет собой один из наиболее обширных разделов физиотерапии. Наибольшее применение в лечебной практике находит постоянный ток низкого напряжения и небольшой силы (метод гальванизации), подаваемый непрерывно или в виде импульсов. При прохождении такого тока в тканях участка тела,
242
находящегося между электродами, происходит передвижение ионов и наблюдается изменение физико-химических процессов на клеточном уровне. Все это способствует улучшению кровообращения, уменьшению мышечных болей, ликвидации воспалительных процессов.
Применение модифицированного метода гальванизации - электрофореза - позволяет усиливать действие постоянного тока благодаря использованию лекарственных препаратов, которыми смачиваются электроды и которые вместе с током "входят" в организм больного. В методе электротерапии, известном как франклинизация, лечебным фактором является электрическое поле постоянного тока высокого напряжения. Под действием электрического поля происходит расщепление молекул воздуха с образованием так называемых аэроионов. Вдыхание отрицательно заряженных аэроионов при ряде заболеваний оказывает благоприятное влияние на организм.
Использование переменных электромагнитных полей (ЭМП) в лечебных целях базируется на возможности реализации терапевтического теплового эффекта, возникающего при создании температурных градиентов в различных частях тела, в результате чего меняются условия функционирования пораженного болезнью органа. Электромагнитные колебания, используемые в терапевтических целях, лежат в широком диапазоне частот (см. рис. 3.6).
Переменные электрические поля ультравысокой (УВЧ-терапия) и сверхвысокой (СВЧ-терапия) частоты, действие которых основано на проникновении электромагнитных колебаний в ткани человеческого организма, используются в целях достижения противовоспалительного и антибактериального эффектов, для расширения сосудов и улучшения питания тканей. Глубина проникновения электромагнитных колебаний в разные ткани организма человека на частотах от 100 до 10 000 МГц меняется соответственно в пределах 3 - 23 и 0,14 - 0,35 см.
Перспективным направлением медицинского использования переменных ЭМП является миллиметровая и микрометровая волновая резонансная терапия. Она основана на явлении биологического резонанса между внутренними (эндогенными) и внешними (экзогенными) ЭМП миллиметрового и микрометрового диапазона частот. Внутренние поля с очень малой (на квантовом уровне) энергией управляют работой иммунной системы. Эта система вырабатывает защитные антитела против чужеродных микроорганизмов и биологически активных веществ. При всех заболеваниях организма наблюдается дефицит защитных антител, поэтому для стимуляции иммунной системы могут использоваться
243
внешние поля, передаваемые через биологически активные точки (упомянутые выше точки акупунктуры). Воздействие на эти точки обычно производилось иглоукалыванием, прижиганием, давлением. В современной медицине воздействие производится с помощью электромагнитных полей строго определенных частот, которые подбираются таким образом, чтобы войти в биологический резонанс с внутренними (активизирующими иммунную систему) полями.
Использование с терапевтическими целями источников излучения в ультрафиолетовой (длина волны 10 - 400 нм), видимой (400 - 760 нм) и инфракрасной (0,76 - 250 мкм) областях спектра ЭМП относится к методам светолечения. Наиболее активным и разносторонним биологическим действием на организм обладает ультрафиолетовое излучение. Проникая в ткани организма на глубину 0,5 - 1 мм, ультрафиолетовое излучение активизирует биохимические процессы и, таким образом, влияет на метаболизм (обмен веществ) клеток. Другим важным свойством ультрафиолетового излучения является его бактерицидное действие. Многообразие биологического действия ультрафиолетового излучения позволяет целенаправленно использовать его в лечебных и профилактических целях.
Излучения видимой и инфракрасной частей диапазона электромагнитных колебаний по своим терапевтическим свойствам близки друг к другу. У видимого спектра меньше биологическая активность по сравнению с излучениями в ультрафиолетовом диапазоне. При поглощении световых и инфракрасных волн тканями организма наблюдается ярко выраженное теплообразование. Кроме того, усиливается местное кровоснабжение, что и лежит в основе терапевтического действия данных видов облучения. Воздействие на организм ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами, а также рентгеновским излучением (длина волны 0,03 - 10 нм) позволяет в случае медицинской необходимости стимулировать или, наоборот, подавлять барьерные (защитные) функции организма.
Тепловой терапевтический эффект реализуется также при использовании лазеров. Медицинские лазеры представляют собой устройства, позволяющие получать высокоинтенсивное монохроматическое излучение в световом диапазоне волн, которое, действуя на биологическую ткань, вызывает ее значительный разогрев с последующим свертыванием и разрушением. Благодаря таким возможностям лазеры используются в клинической медицине: офтальмологии, хирургии, травматологии, онкологии, стоматологии и в других областях. Лазерное излучение применяют также в диагностических целях для исследования кровеносных
244
сосудов, фотографирования внутренних органов, для проведения химического и спектрального анализа биологических объектов.
Применение постоянного и переменного магнитных полей низкой и высокой частоты также характеризуется ярко выраженным терапевтическим эффектом: оно способствует расширению сосудов и уменьшению болей, снимает отечность тканей, ускоряет заживление трофических язв и помогает сращиванию костей при переломах. Все это является следствием физико-химических превращений в организме человека, вызываемых воздействием магнитного поля.
В медицине активно используется медицинская радиология, включающая комплекс биологических, медицинских, гигиенических, физических (в том числе и геофизических) и технических знаний, ориентированных на применение источников ионизирующего излучения (радиации) как в диагностических целях, так и для лечения больных (лучевая терапия), страдающих опухолевыми, воспалительными и некоторыми другими заболеваниями.
Вибрация, представляющая собой вынужденные механические колебания, создаваемые определенными источниками, в медицине используется для лечения некоторых нервных и мышечных заболеваний (вибротерапия и вибромассаж). Одним из видов вибротерапии можно считать использование ультразвука - упругих колебаний с частотой, превышающей 20 кГц. В медицинской практике ультразвук используется не только как терапевтическое средство, но и для хирургического лечения и диагностики. Высокая чувствительность ультразвуковой аппаратуры позволяет получать эхограммы мягких тканей, следить за движущимися объектами (биение сердца, ток крови). С помощью ультразвука достаточно точно можно определить размеры внутренних органов и их частей, опухолей, мест кровоизлияний и т.п.
Баротерапия представляет собой использование с лечебными целями повышенного или пониженного, по сравнению с нормальным атмосферным, давления. Баротерапию с повышенным давлением воздуха применяют, например, при кессонной болезни у водолазов. Баротерапия с понижением давления практикуется при заболеваниях, связанных с затруднением дыхания. Одним из видов баротерапии является лечение кислородом при повышенном (0,2 - 0,3 МПа) давлении - метод гипербарической оксигенации.
С развитием авиации и освоением космического пространства человеком возникла необходимость детального изучения влияния
245
на организм таких неблагоприятных факторов, как ускорение, шум, вибрация, перепады температуры и т.п. При осуществлении космических полетов, помимо этого, приходится сталкиваться с динамической невесомостью и гиподинамией (сниженная нагрузка на мышечную систему), а также с воздействием космического излучения, электромагнитных полей в широком частотном диапазоне. Все это явилось побудительной причиной создания специальной медицинской исследовательской аппаратуры и оборудования для изучения условий высотных и скоростных авиационных и космических полетов, среди которых не последнее место занимают аналоги геофизических приборов, используемых для измерения гравитационного, магнитного, радиационного, температурного, электромагнитного, акустического и вибрационного полей.
246
