物理因子的作用特点、作用机制及治疗原理
临床上常采用的物理因子有低频电疗、中频电疗、高频电疗、磁疗、红外线及紫外线等。每一种物理因子具有不同的作用特点，在治疗颈肩腰腿疾病中作用于不同的部位及深度，具有不同的治疗效果。
（一）直流电疗及药物离子导入
直流电是一种电流方向不随时间变化的电流。在直流电作用下，皮肤会出现如下变化：①电解。皮肤及皮下组织含有氯化钠，它在体液内离解成钠离子及氯离子，在直流电场作用下，钠离子向阴极移动，从阴极得到电子变成中性的钠原子，钠原子与体液中的水产生反应生成氢氧化钠和氢气，在阴极下呈碱性。氯离子向阳极移动，在阳极失去电子变成氯原子，新生的氯与水反应生成盐酸和氧气，在阳极下呈酸性。由于直流电的电解作用产生的强酸和强碱，易于在电极下发生化学烧伤。因此，治疗时应采用厚电极，而且电流不能太强，电流密度一般不超过0．2mA／cm2。②组织的兴奋性。由于电场的作用，人体体液中的K＋，Na＋，Ca2＋和Mg2＋等阳离子向阴极移动，加之K＋和Na＋的水化膜较薄，移动速度快，致使阴极下K＋和Na＋的浓度相对升高，pH值亦相对高，H＋浓度相对降低。结果，阴极下组织兴奋性升高。相反，因Ca2＋和Mg2＋水化膜较厚，向阴极移动速度慢，结果形成阳极下Ca2＋和Mg2＋离子浓度相对升高，所以阳极下组织兴奋性降低。③电泳。正常人体的pH偏碱性，因此，人体蛋白质多带负电荷，在直流电作用下，蛋白质向阳极移动，在阳极下使细胞蛋白质凝缩，膜致密及通透性降低；而在阴极下使细胞膜胶体溶解度增大，胞膜变疏松及通透性增加。
1．直流电的生理作用
（1）使局部血管扩张，促进血液循环，在阳极下血流量可增加140%以上，在阴极下作用更明显。
（2）影响组织兴奋性：弱的或中等强度的直流电，在阴极下使组织兴奋性升高，而在阳极下降低。若将电流加大或通电时间延长，则阴极下的组织兴奋性完全消失，称为阴极抑制。这是由于K＋和Na＋浓度进一步升高，细胞膜结构疏松，通透性过度升高，不能维持正常膜电位，而失去产生兴奋的基本条件所致。
临床上主要用于：①调节神经的兴奋性；②消炎及促进肉芽组织生长。
目前，由于直流电的治疗作用较弱，且电流稍大易于烫伤皮肤，一般多合并使用药物离子导入或合并使用感应电治疗。
药物离子导入的原理是根据药物溶液中的某些成分可电离为离子，在直流电场的作用下，带电荷的药物离子产生定向移动。根据同性相斥，异性相吸的原理将药物离子导入体内，即药物为正离子在阳极下导入，药物为阴离子在阴极下导入。
2．直流电药物离子导入疗法的特点
（1）提高药物浓度，增加药物疗效：直流电不会破坏导入药物的药理作用，而是使导入药物的有效成分在局部表浅组织中比肌注高20～100倍，特别适用于表浅病变部位的治疗，如四肢关节。
（2）具有直流电和药物的综合作用，疗效比单一直流电或单纯用药治疗疗效高。
（3）具有神经反射治疗作用。由于直流电引起局部组织理化性质的变化和药物在皮下形成“离子堆”，从而构成对机体内、外感受器的刺激，通过神经反射途径引起机体反应。
本疗法的适应证为骨性关节炎、颈椎病；神经衰弱、血管性头痛、自主神经功能紊乱；软组织感染、静脉炎、术后粘连、瘢痕；慢性前列腺炎；过敏性鼻炎、慢性鼻炎；皮肤溃疡等。禁忌证：①急性湿疹；②除特殊药物离子导入治疗皮肤溃疡外，一般皮肤有破损，电极不能置于皮损处；③对直流电过敏；④出血倾向性疾病。
（二）低频脉冲电疗法
应用频率在1 000赫兹（Hz）以下各种波形的脉冲电流治疗疾病的方法称为低频脉冲电疗法。其特点为：①电压低，频率低，可调节；②一般具有极性，电极下可产生电解产物；③具有明显的止痛作用；④对感觉和运动神经具有较强的刺激作用。常用的低频脉冲电疗法有感应电疗法，间动电疗法，超刺激疗法，电睡眠疗法及经皮神经电刺激。常用的低频电疗法为感应电疗法。
1．感应电疗法 传统的感应电流是应用电磁感应原理产生的一种双向、不对称的低频脉冲电流，而新感应电流的波形类似传统的感应电流的高尖部分，而没有反向的低平部分。本疗法的治疗作用有：①兴奋正常神经和肌肉组织，防止废用性萎缩。感应电的有效波宽1．57～2．5ms，而运动神经及肌肉脉冲持续时间分别为0．03ms或1ms。所以当刺激强度达到上述组织的兴奋阈时，可以使正常神经和肌肉兴奋。在人体脉冲频率大于20Hz时，肌肉出现不完全强直性收缩，频率上升至50～60Hz时，肌肉发生完全强直性收缩。②促进肢体血液循环，防止粘连。③镇痛作用。④用于电兴奋治疗，电刺激引起高度兴奋后，出现继发性抑制，可治疗神经衰弱。
本疗法的主要适应证为废用性肌萎缩、平滑肌肌张力低下（弛缓性肠麻痹、膀胱无力性尿潴留）、软组织粘连、电体操。禁忌证为出血倾向、急性化脓性炎症、痉挛性麻痹。
2．间动电治疗 将50Hz的正弦交流电，经半波整流后，叠加在直流电基础上构成的一种低频脉冲电流。其特点为：①具有直流电及低频脉冲电流的双重及协调作用；②电流强度大，作用深在，克服了单一低频脉冲电流作用表浅，电流强度小的弱点；③有明显的止痛及改善血液循环的作用。
本疗法的适应证：扭挫伤、网球肘、肩周炎、肌纤维织炎、骨性关节炎等。禁忌证：急性化脓性炎症、急性湿疹、出血倾向、对直流电过敏患者。
3．超刺激疗法 超刺激疗法是指应用超出一般治疗剂量的电流强度，电流波形为方波，频率143Hz，波宽2ms，间歇5ms及平均电流强度达0．3mA／cm2左右的一种治疗方法，这种电流强度远远超过一般低频脉冲电流治疗剂量，具有明显的止痛及促进血液循环的作用。
本疗法的适应证为软组织损伤、韧带扭伤或劳损、腰椎间盘突出症、骨性关节炎、颈椎病等。禁忌证：急性化脓性炎症、出血倾向、对直流电过敏患者。
4．经皮电刺激神经疗法 经皮电刺激神经疗法是应用电池供电的小型仪器和t升、t宽、t降与频率可任意调节的低频脉冲电流，刺激感觉神经以达到无损伤性镇痛作用的电疗方法，故称经皮电刺激神经疗法（transcutaneous electric nerve stimulation，TENS），亦称粗纤维刺激疗法。本疗法主要用于止痛、手术后切口疼痛、关节痛，亦用于促进骨折愈合。
（三）中频电流疗法
应用频率1 000～100 000Hz的脉冲电流治疗疾病的方法称中频电流疗法。临床上常用的有音频电疗法（等幅正弦中频电疗法），正弦调制中频电疗法及电脑中频等。
中频电流疗法的理化及生理学特点：①无电解作用；②使组织电阻下降；③单个脉冲刺激不引起神经肌肉兴奋，需综合多个刺激才能引起一次兴奋，将此称为中频电刺激的综合效应；④兼有低、中频电流的作用。
治疗作用：①镇痛作用，以低频调制的中频电流镇痛作用最显著；②促进局部血液和淋巴循环，脉冲中频电流，特别是25～100Hz的低频调制中频电流，有显著的促进局部血液和淋巴循环的作用；③刺激骨骼肌收缩；④软化瘢痕及松解粘连，主要采用音频电。
1．等幅中频电疗法 应用频率1 000～5 000Hz的等幅交流电流治疗疾病的方法称等幅中频电疗法。因该频率在音频范围（16～20kHz），故又称音频电疗法。目前常用的频率为2 000Hz。本疗法的生理治疗作用为：促进局部血液循环，消炎，消肿，镇痛，止痒，软化瘢痕及松解粘连。
本疗法的适应证为术后肠粘连、瘢痕、肩周炎、软组织扭挫伤、肌肉劳损、注射后硬结、骨关节炎、类风湿性关节炎、慢性盆腔炎等。禁忌证：急性化脓性炎症、出血倾向、心脏区、眼睑区和孕妇下腹部不宜行音频电治疗。
2．正弦调制中频电流疗法 正弦调制中频电流是一种由低频调制的正弦中频电流，载波频率在2 000～5 000Hz（常用频率4 000Hz），调制频率10～150Hz，调制深度0～100%。主要生理及治疗作用为止痛，促进局部血液及淋巴循环以及低频调制中频电具有兴奋神经和肌肉的作用。
本疗法的适应证为颈椎病、腰椎间盘突出症、骨性关节炎、类风湿性关节炎和网球肘等。禁忌证：急性化脓性炎症、恶性肿瘤、出血倾向、血栓性静脉炎。
（四）高频电疗法(https://www.daowen.com)
应用频率高于100 000Hz的交流电治疗疾病的方法称高频电疗法，其生物物理学特性有：①无电解作用；②对神经肌肉无兴奋作用；③通过内生热或非热效应发挥治疗作用；④高频电疗时，电极（辐射器）可以不接触皮肤。
高频的生物物理效应主要是以热效应及非热效应作用于人体。热效应主要为内生热，与红外线热辐射不同，其产热机制为：①欧姆耗损产热：体液中的电解质离子和带电荷颗粒在高频电场的作用下高速移动或振动，形成传导电流。高速振动的微粒相互间冲撞摩擦，引起电能耗损转变为热，这种导致传导电流的耗损称欧姆耗损。②介质耗损产热：组织中电介质在高频电场作用下，产生“高速旋转”电介质，微粒之间相互摩擦产生介质耗损，转变成热。③共振吸收产热。
医学高频电疗按波长、频率、波形及作用方式进行分类。按波长分为长波、中波、短波、超短波、微波疗法（分米波，厘米波，毫米波）。目前高频电疗主要按波长进行分类。
1．达松伐尔疗法 利用火花放电振荡产生的高频率、高电压、断续减幅的低强度正弦电流进行治疗的方法称达松伐尔疗法，属于长波段，也有人称为长波疗法。其生物学作用为不引起神经兴奋及肌肉收缩反应，热作用不明显，并具有独特的火花刺激作用，这是其他高频电流所没有的作用。因此，本疗法主要用于止痒、镇痛、改善局部血液循环及局部组织营养代谢。
主要适应证：头痛、神经痛、神经官能症、神经性耳鸣、皮肤营养不良性溃疡和慢性表浅性溃疡、血栓性外痔及瘙痒症等。禁忌证：恶性肿瘤、出血倾向或急性化脓性炎症。
2．短波疗法 应用波长10～100m的高频电流作用于人体治疗的方法称为短波疗法。常用的波长为22m（13．56MHz）。以电感应疗法（线圈电磁场法）治疗为主。其主要作用是利用高频交变电磁场，通过组织时感应产生涡流使组织产热，故又称为感应透热疗法。
本治疗使深部血管扩张、充血，促进组织血液和淋巴循环，并增强组织代谢。因此，短波疗法具有止痛、解痉、消炎、促进组织病理产物吸收，及增强组织脏器功能等作用。短波疗法主要采用电感应透热治疗。
适应证主要用于治疗面积较大的浅层肌肉疾病、关节炎和关节痛、胃肠痉挛、亚急性及慢性炎症疾病。禁忌证为：恶性肿瘤、出血倾向、结核病及植入心脏起搏器的患者。
3．超短波疗法 应用波长10～1m，频率30～300MHz的超高频电场，作用于人体治疗的方法称超短波疗法。由于治疗时采用电容场法，故又称为高频电场疗法。其主要生物物理学作用为热效应和非热效应。主要生理及治疗作用为使局部血管扩张，促进局部血液循环，镇痛及消炎等。超短波采用电容场法治疗，理论上超短波可以穿透人体各层组织，但是由于超短波电场在皮下脂肪产生较大的耗损，因而影响对深部组织的作用。超短波热效应明显，且又具有非热效应，适应证较广，特别对深部内脏的急、慢性炎症，及关节肌肉疾病等。有出血倾向、恶性肿瘤及植入心脏起搏器的患者禁用本治疗。
4．微波疗法 应用波长1m～1mm（频率300～300 000MHz）的特高频电磁场治疗疾病的方法称为微波疗法。根据波长不同又将微波分为三个波段：分米波（波长100～10cm），厘米波（波长10～1cm）及毫米波。微波对人体辐射治疗时，分米波的有效作用深度为7～9cm，厘米波的最大有效作用深度为3～5cm。毫米波的有效作用深度最浅。
微波的主要生物学效应与超短波一样，也是热效应与非热效应。但是，由于微波的物理特性有别于超短波，所以微波与超短波的热效应和非热效应有所不同。在超短波电场作用下的离体组织如皮肤、脂肪和肌肉，以脂肪组织温度升高最显著；在微波辐射作用下，则以皮肤和肌肉组织温度升高明显，而骨骼和脂肪组织吸收微波能量最少。
微波的热效应与超短波的热效应一样，可以使机体血管扩张，细胞膜通透性增加，改善局部组织营养代谢及促进组织再生；同时还具有解痉、止痛及消炎等作用。厘米波疗法可避免产生皮下脂肪过热，但是，对组织的有效作用深度3～5cm，穿透深度较浅、辐射治疗面积小，适用于治疗较局限的浅层皮肤、肌肉病变及各种表浅的炎症疾病。脉冲厘米波作用较深，适用于治疗部位较深的病变及急性感染性病变，如椎间盘突出症等。分米波的物理特性同厘米波，但穿透深度大于厘米波。微波易于被含水多的组织吸收，所以用微波治疗腹部疾病时应严格掌握剂量，否则剂量过大易引起肠黏膜坏死，甚至肠坏死。
本疗法的适应证有神经系统疾病如神经炎、神经根炎、神经痛；关节肌肉系统疾病；内脏疾病如肺炎、胆囊炎、胃和十二指肠溃疡等。禁忌证同超短波，如有出血倾向、恶性肿瘤、植入心脏起搏器的患者禁用。
（五）磁场疗法
磁场疗法是应用磁场作用于人体患处，以治疗及预防疾病的一种方法，称为磁场疗法。根据磁场的类型分为直流磁场、交变磁场、脉动磁场及脉冲磁场。其治疗作用有：①镇痛作用；对损伤性、神经性、炎症性及痉挛性疼痛等有明显疗效；②镇静作用：可改善睡眠，缓解肌肉痉挛，使肌张力降低，减轻瘙痒；③消炎作用：对急、慢性炎症具有一定的治疗作用；④消肿作用：特别是损伤引起的肿胀；⑤软化瘢痕：手术后早期瘢痕及伤口周围纤维性硬结。
本疗法的适应证有：软组织扭挫伤、关节疾病、肠粘连、慢性感染性疾病、前列腺炎、神经衰弱、神经血管性头痛、神经痛等。采用本疗法的禁忌证是植入心脏起搏器患者。
（六）超声疗法
超声机械能是在高频电场作用下的某些晶体，通过反压电效应产生的。医学常用的频率为800kHz～1 000kHz。由于超声波频率高、波长短，具有以下特点：①方向性强；②强度比一般声波强；③超声一般在液体或固体中传播；④声压幅大。
由于超声的上述特点，使其有如下生物物理及治疗作用：①机械作用：超声的机械能是由于晶体二个面受到电场作用时，发生膨胀或收缩，把电能转换成机械能。这种机械振动时对细胞内物质及微小的细胞结构的“微细按摩”或“细胞按摩”，可改变细胞内部结构，引起细胞功能改变，增加细胞半透膜的弥散作用，提高细胞的代谢功能，增强细胞活力及改善血液循环；另外，对损伤组织具有促进血管形成的作用，增强组织的再生能力，使坚硬的结缔组织延长及变软。超声治疗的主要作用是机械能，其余作用是机械作用的继发效应。②温热效应：温热效应是超声机械能在媒质中损耗（吸收）后转变成热能。这种热能是一种内生热，是声能机械作用的继发效应。这种热能在骨膜、结缔组织，以及两种组织交界处作用最显著，如皮下组织与肌肉组织交界处，肌肉组织与骨组织交界处。因此，人体内的肌腱及韧带附着处，关节软骨面及骨皮质等处产热较多。超声产生的内生热与超短波等高频热是不同的，即超声加热具有选择性的加热，主要在两种组织界面上产热较多。③理化效应：理化效应是继机械作用及温热效应的继发作用，如可增强生物膜弥散过程，对肌肉和肌腱起软化作用。
本疗法的适应证为：关节纤维性粘连、腱鞘炎、瘢痕、注射后硬结、软组织扭挫伤、肩周炎、血肿后硬结等。禁忌证：孕妇下腹部、小儿骨骺处、出血倾向、皮肤破损处。头部、眼睛、心脏、生殖器部位治疗要严格掌握剂量。
（七）光疗法
光疗法是利用阳光或人工产生的各种光辐射能（红外线、可见光、紫外线、激光）作用于人体，以达到治疗及预防疾病的一种物理疗法。理疗中常用的光疗法为红外线和紫外线等。
1．红外线 红外线光谱位于可见光红光之外故称为红外线，医学上分为近红外线（0．76～1．5μm）及远红外线（1．5～400μm）。主要由热光源产生，其生物学效应主要是热作用。这种热是一种辐射热或传导热，与超短波等高频及超声内生热不同，因而红外线的热作用表浅。其治疗作用表现为：①改善局部血液循环；②促进局部渗出物的吸收而消肿；③降低肌张力，增加胶原组织的延展性；④镇痛作用；⑤促进新陈代谢及浅层组织慢性炎症的消退。
本疗法主要用于：①慢性及亚急性炎症如各种类型的慢性神经炎、纤维织炎、关节炎及慢性浅表性溃疡等；②外伤性软组织损伤如肌肉挫伤、韧带损伤等。使用中应特别注意照射部位感觉是否正常，因为红外线的治疗剂量主要是依靠皮肤的感觉来确定的。治疗部位感觉缺失、麻醉后感觉未恢复、神志不清及昏迷的患者应禁用或慎用，以防止局部烫伤；头面部治疗时应注意保护眼睛；肢体有动脉阻塞及出血倾向者禁用；新鲜的瘢痕组织不宜用红外线治疗，否则易促进瘢痕生长；急性创伤不应在肿胀部位照射。红外线的主要代表仪器有TDP、红外线灯、远红外线及周林频谱等。
2．紫外线疗法 紫外线波长位于可见光紫光以外，故称为紫外线。利用人工紫外线照射人体治疗疾病的物理疗法称紫外线疗法。常用的生物剂量是指在一定的灯距下，经紫外线照射后引起最小红斑反应所需的最短的照射时间，因此生物剂量又称最小红斑量。目前医学上，特别是科研论文中采用物理剂量比较多。最小红斑量与不同波长的换算关系为：短波段7～9mJ／cm2，中波段10～20mJ／cm2及长波段＞10J／cm2。紫外线的主要生物为光化作用，它的绝大部分能量被皮肤角质细胞吸收，其治疗作用是在表皮细胞吸收紫外线后，产生光化作用后的继发反应。目前认为皮肤角质细胞可分泌多种因子，在调节机体功能及治疗疾病中具有重要的作用。紫外线照射皮肤角质细胞后产生一种光化学变化，继之角质细胞分泌各种调节因子，起到抗炎、抗过敏等治疗作用。但是，紫外线的治疗机制仍不清楚。
治疗作用：①抗炎作用：紫外线对皮肤浅组织的急性感染性炎症疗效显著；②镇痛作用：紫外线照射对皮肤及黏膜感染性及非感染性、炎症性疼痛具有明显的镇痛作用；③抗佝偻病及骨质疏松：主要是紫外线照射后皮肤上的7－脱氢胆固醇转化为紫外线维生素D，经血液在肝脏25－羟化酶系统的羟化作用下，转化为25－羟胆骨化醇，再经肾脏1－羟化酶系统的羟化作用，转化为1，25－二羟维生素D3后才具有生物活性，促进肠道对钙、磷的吸收，有利于骨组织的钙化；④脱敏作用：对皮肤过敏，荨麻疹具有很好的治疗作用；⑤促进组织再生；⑥促进皮下瘀血斑的吸收。
紫外线疗法的主要适应证为：①各种类型的感染及非感染性病变，如疖、痈、甲沟炎、气管炎、带状疱疹、神经炎和关节炎等。②过敏性疾病：过敏性鼻炎、荨麻疹；③骨质软化性疾病：佝偻病、骨质软化症。禁忌证：红斑狼疮、紫外线皮肤过敏及血卟啉病患者。
（八）冷疗法
以低于体温的致冷物作用于人体，使局部或全身一过性降温以治疗疾病的方法称为冷疗法。冷疗法常用致冷源有冷水、冰块、氯乙烷等，全身降温有时应用95%的乙醇。以下主要介绍局部冷敷疗法。
治疗作用：①皮肤小血管收缩，血流量减少，毛细血管渗透性减少，故可用于损伤的早期，减轻或防止渗出，有利于组织修复。有研究表明，当皮肤温度冷却到8～15℃时，治疗效果最好。②冷可使末梢神经及感受器功能下降，感觉神经纤维传导速度减慢，故有较明显的镇痛效果。③降低肌肉肌梭兴奋性，加之运动神经传导速度减慢，故肌肉兴奋性下降，表现为收缩能力下降，肌力减弱，关节活动范围减小，故可用于止痛解痉。据观察将皮肤冷却到12～15℃对消除痉挛效果最佳。但瞬间较强的冷刺激对肌肉神经有明显的兴奋作用。④降低局部代谢，由于血液循环减少，神经反应性低，肌肉收缩减弱，使局部组织代谢降低，细胞渗出减少，故有利于早期炎症及软组织损伤的治疗。
适应证：急性软组织损伤早期，肌肉痉挛，早期炎症，急性期关节炎，带状疱疹早期，创伤血肿早期均可用局部冷疗，有止血、消肿、止痛和解痉的作用。注意事项：①局部冷敷时应防止组织损伤，过低温度，过长时间都可造成组织不可逆转损伤，尤以氯乙烷治疗易发生。因此局部感觉障碍、循环不良或体质弱的患者应特别注意。②氯乙烷治疗时应注意保护眼及呼吸道。③冷过敏反应：少数患者遇到冷刺激后全身皮肤潮红、痒、荨麻疹、关节痛、心跳加快、血压下降，重者虚脱。应立即停止治疗、保温、服热饮料。④冷疗时应注意保持室温，避免风吹，过饱或饥饿时不宜治疗。