Введение к работе
Актуальность работы.
В настоящее время, в связи с сокращением техники в хозяйствах и удорожанием горюче смазочных материалов, начинает увеличиваться поголовье рабочих лошадей. Одновременно растет интерес к спортивным и элитным лошадям. Однако развитию коневодства наносят значительный ущерб заболевания конечностей животных, в том числе бурситы: лошади надолго выходят из строя, становятся непригодными для работы. У спортивных и элитных лошадей падают результаты, снижается товарная стоимость животных. Такие заболевания конечностей, как бурситы, являются одним из наиболее распространенных заболеваний, так как они развиваются в следствии частых ушибов, растяжений, мышечных напряжений. К тому же бурситы могут развиться как осложнение после перенесенных воспалительных заболеваний (например мыт, туберкулез, бруцеллез и др.).
Лечение бурситов традиционными методами очень дорогостоящее. Однажды вылеченное, заболевание может возникнуть вновь, перейти в хроническую форму, особенно при повторе ситуации, приведшей к бурситу (например при повторном ушибе). К тому же после заживления часто остается постоянная болезненность околосуставной сумки, что вынуждает прибегать к хирургическому вмешательству. При оперативном лечении в условиях конюшен велика Бвроятность заноса болезнетворных бактерий в полость бурсы, что приводит к гнойным воспалениям слизистых сумок. Кроме того затраты на средства медикаментозной терапии достигают в хозяйствах нескольких десятков миллионов рублей в год. В связи с этим встает проблема поиска новых методов лечения животных эффективность которых не уступала бы медикаментозной терапии, но при этом они обладали бы значительной дешевизной и простотой в применении.
Среди применяемых в настоящее время физиотерапевтических методов лечения бурситов применение энергии электромагнитного поля УВЧ наиболее перспективно, что было доказано при лечении КРС, овец, свиноматок. За последние годы в медицинскую практику введен новый метод УВЧ-терапии -УВЧ-терапия магнитным полем. Метод магнитотерапии основан на воздействии на ткани тела магнитным полем, возбуждаемым генератором УВЧ в индукторе с настроенным контуром. При этом кожа и подкожная клетчатка нагреваются меньше по сравнению с глубжележащими мышечными тканями. Это отличает магнитную УВЧ-терапию от электрической и позволяет более эффективно лечить воспаления слизистых сумок, расположенных глубоко в тканях.
В медицинской практике разработана аппаратура для лечения бурситов электрическими и магнитными полями УВЧ. Однако все эти аппараты не пригодны для использования в ветеринарии, особенно в хозяйственных условиях. Диссертационная работа направлена на разработку научных основ и рекомендаций по использованию магнитной энергии УВЧ в коневодстве, внедрение в практику технических средств УВЧ-терапии.
Разработка технических средств для УВЧ-магнитотерапии осуществлялась совместно с ветеринарными работниками и выполнялась в соответствии с заданием 05.05. Федеральной целевой научно-технической программы на 1990-1995 годы " Разработать основные направления долгосрочной федеральной технической политики, систему энергетического обеспечения, развития авто-
матизации производства и экономии энергетических и материальных ресурсов в сельскохозяйственном производстве России".
Цель работы. Разработка технических средств для лечения бурситов у лошадей энергией магнитного поля УВЧ и обоснование режимов лечения.
Задачи исследования.
-
Построение математической модели облучающих систем и разработка алгоритма расчета электромагнитных полей облучателей различной конфигурации.
-
Разработка облучающей системы, воздействующей на пораженную бурситом область магнитным УВЧ полем.
-
Исследование электрофизических свойств терапевтической нагрузки у лошадей.
-
Исследование способов согласования УВЧ генератора с нагрузкой при лечении бурситов у лошадей.
-
Исследование работоспособности установки в лабораторных и хозяйственных условиях.
-
Оценка экономической эффективности УВЧ установки.
Объектами исследования являлись: высокочастотные облучатели, бурса конечности животного, согласующее устройство, лабораторно-производственные образцы УВЧ установки.
Методика исследований.
Изложенные в диссертации теоретические обоснования базируются на известных уравнениях электродинамики и интегральных уравнениях Галлена. Расчеты электроматитных полей проведены с помощью оригинальной программы на ЭВМ и подтверждены лабораторными испытаниями с использованием современной измерительной аппаратуры.
Электрофизические параметры терапевтической нагрузки (сустава животного с наложенным на него облучателем) исследовались на животных в производственных условиях. Результаты измерений обрабатывались методами математической статистики. Режим согласования выходных цепей генератора определялся на моделях различных суставов конечностей лошади. Исследования эффективности применения УВЧ-установки проводились на производственно-экспериментальной установке в условиях коневодческих ферм по стандартным методикам.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Разработана математическая модель излучающих структур, базирующаяся на аппарате интегральных уравнений Галлена и уравнениях электродинамики. На ее основе разработан алгоритм и программа позволяющая рассчитывать электромагнитные поля облучателей в ближней, дальней и промежуточной зонах;
Теоретически обоснованы и разработаны конструкции облучателей для лечения бурситов у лошадей, с заданной напряженностью магнитного поля в рабочей зоне и низким уровнем паразитного электромагнитного излучения;
s-
Разработаны физические модели и лабораторные установки для исследования и настройки УВЧ-аппаратуры для лечения плечевого, локтевого и скакательного суставов лошади;
Получены статистические параметры терапевтической нагрузки, на основании которых разработано согласующее устройство с низким коэффициентом асимметрии;
Разработаны режимы лечения бурситов у лошадей.
Практическая значимость и реапизаиия результатов работы. Практическую значимость имеют:
Методика определения конфигурации облучающей системы, создающей эффективное терапевтическое поле и имеющей низкий уровень паразитного излучения;
разработанное согласующее устройство с КПД не ниже 92% и КСВ не более 2.1, что обеспечивает устойчивую работу УВЧ-установки;
метод и технологическая схема лечения бурситов у лошадей магнитным полем УВЧ.
Материалы и результаты исследований были использованы Рязанским АООТ "Красное Знамя" для организации серийного выпуска лечебной установки для лечения бурситов у лошадей.
Применение научных и практических рекомендаций и разработанных технических средств позволяет повысить процент выздоровления животных на 25% (без применения лекарственных средств).
Апробаиия работы. Результаты исследований по теме диссертации доложены, обсуждены и одобрены на республиканской научно-технической конференции по биомедицинским приборам и системам в г. Рязани (1994 г). Всероссийской научно технической конференции "Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии" во Владимире (1994 г).
На защиту выносятся следующие положения:
теоретические основы расчета облучающей системы для УВЧ-терапии магнитным полем;
технические средства для УВЧ-магнитотерапии: облучающая система, согласующее устройство;
электрофизические параметры плечевого, коленного и скакательного суставов лошади, физическая модель отражающая биообъект;
результаты экспериментальных исследований и апробации разработанных технических средств.
Публикация результатов работы. Материалы диссертации отражены в 7 печатных работах, 2 авторских свидетельствах, 1 патенте.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы и приложений. Ее содержание изложено на 184 страницах, иллюстрировано 36 рисунками, включает 6 таблиц, перечень литературы из 110 наименований и 8 приложений на 40 страницах.
