Pulsed radiofrequency
Pulsed radiofrequency is the technique whereby radio frequency (RF) oscillations are gated at a rate of pulses (cycles) per second (one cycle per second is known as a hertz (Hz)). Radio frequency energies occupy 1.0×104 Hz to 3.0×1011 Hz of the electromagnetic spectrum. Radio frequency electromagnetic energy is routinely produced by RF electrical circuits connected to a transducer, usually an antenna.[1]
Pulsed radio frequency waveforms
[edit]The figure below shows an example of a generalized pulsed radio frequency waveform as seen with an oscilloscope with an antenna probe. In this example there are 1000 pulses per second (one kilohertz pulse rate) with a gated pulse width of 42 μs. The pulse packet frequency in this example is 27.125 MHz of RF energy. The duty cycle for a pulsed radio frequency is the percent time the RF packet is on, 4.2% for this example ([0.042 ms × 1000 pulses divided by 1000 ms/s] × 100). The pulse packet form can be a square, triangle, sawtooth or sine wave.[1] In several applications of pulse radio frequency, such as radar,[2] times between pulses can be modulated.
Use in radar
[edit]The best understood and applied use of pulse radio frequency electromagnetic energy is their use in radar.[3] The uses of radar are diverse and applied to military, civilian and space exploration. Radar is based on the reflection or scatter of pulsed radiofrequency waves emitted from a transmitter which are then detected by an antenna which then determines the range, speed, and direction of objects. In most uses the transmitter and detector are located at the same location. Radio frequencies used with radar are from 3 MHz to 300 GHz depending on the type and application.
Therapeutic uses
[edit]Pulsed radiofrequency fields are an emerging technology used in the medical field for the treatment of tumors, cardiac arrhythmias, chronic and post-operative pain, bone fracture, and soft tissue wounds. There are two general categories of pulsed radiofrequency field therapies based on their mechanism of action: thermal[4] and non-thermal (athermal).[5]
В то время как терморадиочастотная абляция опухолей и сердечной аритмии используется уже более 25 лет, в настоящее время разрабатывается нетепловая импульсная радиочастотная абляция для абляции сердечных аритмий и опухолей. В этом методе используется импульсная радиочастотная энергия, подаваемая через катетер на частотах 300–750 кГц в течение 30–60 секунд. Тепловые импульсные радиочастоты используют преимущества высокого тока, подаваемого фокально электродом, для абляции интересующей ткани. Обычно достигаемая температура ткани/электрода составляет 60–75 °C, что приводит к очаговому разрушению ткани. Термоимпульсная радиочастотная абляция также применяется при повреждении периферических нервов с целью уменьшения хронической боли . [6] [7]
Нетермическое терапевтическое использование импульсной радиочастоты в настоящее время используется для лечения боли и отеков , хронических ран и восстановления костей. Технологии импульсной радиочастотной терапии обозначаются аббревиатурами ЭМП (электромагнитное поле), ПЭМП (импульсные электромагнитные поля), [8] [9] PRF (импульсные радиочастотные поля) и PRFE [10] [11] (импульсная радиочастотная энергия).
Эти технологии различаются по энергии электрического и магнитного поля, а также по длине импульса, рабочему циклу, времени обработки и способу доставки. Хотя импульсная радиочастота использовалась в медицинских целях на протяжении десятилетий, сейчас начинают появляться рецензируемые публикации, оценивающие эффективность и физиологические механизмы, посвященные этой технологии.
Потенциальные эффекты нетепловых PEMF наблюдаются на некоторых типах клеток человека с различной чувствительностью, в то время как данные свидетельствуют о том, что частоты выше 100 Гц, плотности магнитного потока от 1 до 10 мТл и хроническое воздействие более 10 дней будут более эффективными для установление некоторого клеточного ответа. [12]
Природные источники
[ редактировать ]Естественные источники импульсной радиочастоты существуют в виде звезд, называемых пульсарами . Пульсары были открыты в 1967 году с помощью радиотелескопа . [13] Считается, что эти звезды представляют собой быстро вращающиеся нейтронные звезды . Эти звезды обладают мощными магнитными полями, которые заставляют звезду излучать сильные радиочастоты. Пульсары разных размеров пульсируют с разной скоростью.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Справочник ARRL для радиолюбителей . Ньюингтон, Коннектикут: Американская лига радиорелейной связи . 1997. ISBN 0872591743 . [ нужна страница ]
- ^ Ле Шевалье, Франсуа. Принципы обработки радиолокационных и гидролокационных сигналов , Artech House, Бостон, Лондон, 2002. ISBN 1-58053-338-8 [ нужна страница ]
- ^ Скольник, Меррилл, И., Введение в радиолокационную систему , McGraw-Hill, 2001, ISBN 0-07-066572-9
- ^ Газель, GS; Гольдберг, С.Н.; Солбиати, Л.; Ливраги, Т. (декабрь 2000 г.). «Аблация опухоли радиочастотной энергией». Радиология . 217 (3): 634. doi : 10.1148/radiology.217.3.r00dc26633 . ПМИД 11110923 .
- ^ Пилла, А., А., изд. «Механизм и терапевтическое применение изменяющихся во времени и статических магнитных полей». 3-е изд. Биологические и медицинские аспекты электромагнитных полей , под ред. Ф. Барнс, С., Гринбаум, Б. 2007, CRC Press : Бока-Ратон. 449, ISBN 978-0849395383 [ нужна страница ]
- ^ Георгий Микеладзе; Рамон Эспиналь; Роберт Финнеган; Джеймс Рутон; Дэн Мартин (июль 2002 г.). «Применение импульсной радиочастоты в лечении хронической боли в лучезапястных суставах» . Журнал позвоночника . 3 (5): 360–362. дои : 10.1016/S1529-9430(03)00065-2 . ПМИД 14588947 .
- ^ Шерман, РА; Акоста, Нью-Мексико; Робсон, Л. (1999). «Лечение мигрени пульсирующими электромагнитными полями: двойное слепое плацебо-контролируемое исследование» . Головная боль . 39 (8): 567–575. дои : 10.1046/j.1526-4610.1999.3908567.x . ПМИД 11279973 . S2CID 36937154 .
- ^ Бассетт, Калифорния (1989). «Фундаментальные и практические аспекты терапевтического использования импульсных электромагнитных полей (ИЭМП)». Критические обзоры в области биомедицинской инженерии . 17 (5): 451–529. ПМИД 2686932 .
- ^ Шупак, Наоми М.; Прато, Фрэнк С.; Томас, Алекс В. (декабрь 2003 г.). «Терапевтическое использование воздействия импульсного магнитного поля: обзор» . Радионаучный бюллетень URSI . 2003 (307): 9–32. doi : 10.23919/URSIRSB.2003.7909506 (неактивен 31 января 2024 г.). ISSN 1024-4530 .
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка ) - ^ Поррека, Э.Г.; Джордано-Яблон, генеральный менеджер (2008). «Лечение тяжелых (III и IV стадии) хронических пролежней с использованием импульсной радиочастотной энергии у парализованного пациента» . Эпластика . 8 : е49. ПМК 2568079 . ПМИД 19008935 .
- ^ Фрикберг, Роберт; Тирни, Эдвард; Таллис, Артур; Клоцбах, Тоша (2009). «Индукция пролиферации клеток: лечение хронических ран с помощью низкоэнергетической импульсной радиочастоты». Международный журнал ран нижних конечностей . 8 (1): 45–51. дои : 10.1177/1534734608329783 . ПМИД 19129202 . S2CID 206747802 .
- ^ Мансуриан, Махса; Шаней, Ахмад (29 июля 2021 г.). «Оценка эффектов импульсного электромагнитного поля: систематический обзор и метаанализ основных моментов двух десятилетий исследований in vitro» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2021 : 1–22. дои : 10.1155/2021/6647497 . ISSN 2314-6133 . ПМЦ 8342182 . ПМИД 34368353 .
- ^ Берк, Б.Ф. , Грэм-Смит, Ф. , Введение в радиоастрономию , Cambridge University Press, 2001, ISBN 0521554543 [ нужна страница ]