什么是物理治疗,它对人有什么影响?
該文的醫學專家
最近審查:07.07.2025
物理治疗是研究利用外部物理因素作用于人体以达到治疗、预防和康复目的的原理。
物理治疗在老年人中的应用
在治疗老年人和老年患者的各种疾病时,总会遇到一些困难。因此,医生需要具备老年学和老年病学方面的知识。老年学是一门研究衰老生物体的科学,而老年病学是一门临床医学领域,研究老年人(男性60岁以上,女性55岁以上)和老年(75岁及以上)的疾病,并开发诊断、预防和治疗方法。老年病学是老年学的一个分支学科。
生物体的衰老是一个生物化学、生物物理和物理化学过程。它具有异时性、异位性、异动性和异化学性等特征。
异时性是指各个细胞、组织、器官和系统开始衰老的时间不同。
异位是指同一器官的不同结构因年龄相关而发生的变化的严重程度不一致。
异动症是指身体结构和系统以不同的速度发生与年龄相关的变化。
异位衰老是与衰老生物体中的一些生命过程的抑制和其他生命过程的激活有关的年龄相关变化的多向性。
大多数研究人员一致认为,衰老过程始于分子水平,而遗传机制的变化在衰老的分子机制中至关重要。人们认为,衰老的主要机制与遗传信息传递方式的改变有关。衰老和老年是不同的概念,它们互为因果。在生物体的生命过程中,积累了大量的致病因素。在内源性和外源性因素的影响下,遗传信息传递方式的改变会导致各种蛋白质合成的不均衡变化、生物合成机制潜在功能的下降以及可能从未合成过的蛋白质的出现。细胞的结构和功能受到破坏。在这种情况下,细胞膜状态的变化尤为重要,因为最重要、最活跃的生化和物理化学过程发生在细胞膜上。
作为临床医学的一个领域,老年病学具有几个重要特点,其中主要有以下几点:
- 老年人和老年患者的病理过程多种多样,这需要对患者的身体进行详细的研究,不仅要了解某些疾病病程的与年龄相关的特征,还要了解各种病理的症状。
- 需要考虑老年人和老年人疾病发展和病程的特殊性,这些特殊性是由衰老生物体的新特性引起的。
- 在老年时期,疾病后的恢复过程缓慢且不太完善,这导致康复期延长,治疗效果也往往较差。此外,老年人的心理特征也会对医患互动以及治疗效果产生特殊的影响。
老年病学中物理治疗干预的主要特点:
- 需要利用低、超低输出功率的外界物理因素作用于身体,即冲击强度低;
- 需要减少接触治疗性物理因素的时间;
- 每个治疗过程中需要使用更少的物理治疗区域,并且每个治疗过程需要使用更少的程序。
当对老年人和老年患者进行物理治疗和药物治疗时,应考虑到药物对这一群体的影响可能如下:
- 由于累积效应而产生的毒性表现;
- 药物对身体产生不良的生物学作用;
- 某些药物在体内发生不良相互作用;
- 对该药物持续过敏,很多情况下是由于前几年服用该药物引起的。
在这方面,必须记住,在老年人群进行物理治疗的同时服用适当的药物可能会增加对身体的负面影响。了解老年医学和老年病学的基本知识,并结合物理治疗的新概念,将有助于避免对患有各种病症的老年患者进行不合理的复杂治疗。
物理治疗原理
目前已证实的物理治疗原则如下:
- 治疗物理因素影响的病因、发病机制和症状方向的统一;
- 个别方法;
- 物理因素的课程影响;
- 最优性;
- 动态物理治疗和治疗物理因素的复杂影响。
第一个原则的实施是基于物理因素本身能够在组织和器官中执行或产生相应过程的能力,以及通过选择必要的影响因素来实现预防、治疗或康复的目标。在这种情况下,重要的是要考虑该因素对患者身体作用的相应定位(影响场的地形和面积);每个疗程的场数量;每个场作用因素的PPM(百万分率)和每个疗程该因素作用的总剂量,以及物理治疗疗程的特定持续时间。
物理治疗的个体化原则是指在治疗过程中要根据个体的特点,针对不同的患者,根据不同的治疗需要,选择适合的治疗方案,以达到治疗的个性化、疗效确切的目的。
用于预防、治疗和康复目的的物理因素疗程的原理是基于对人体所有过程的时间生物学方法。因此,在局部急性炎症过程中,每日物理治疗疗程可为5-7天(这是急性病理过程的平均持续时间,与身体系统功能的环周节律相对应)。在慢性病理情况下,物理治疗疗程的持续时间可达10-15天(这是慢性病理过程加重期间急性期反应的平均持续时间,与环周节律相对应)。该原理对应于同步物理治疗程序的规律重复和周期性效果的规定。
最佳物理治疗的原则是基于对患者体内病理过程的性质和阶段的考量。但首先必须牢记的是,照射剂量的优化和充分性,以及因子作用节律与身体系统正常功能节律的同步性。
物理治疗效果的动态原则取决于在治疗过程中需要根据对患者身体变化的持续监测来纠正作用因素的参数。
物理治疗对身体的影响
为达到治疗、预防和康复目的,外部物理因素的复杂作用以两种形式实现——组合和综合。组合是指两种或两种以上物理因素同时作用于患者身体的同一部位。综合是指物理因素的顺序(不同时间)作用,可在同一天使用,具体方式如下:
- 连续的,接近于组合的(一个效果接着另一个效果,没有中断);
- 带有时间间隔。
组合疗法包括在一个物理治疗疗程中,在不同日期(采用交替疗法)暴露于相关因素,以及交替进行物理治疗程序。综合运用外部物理因素暴露方法的基础在于了解相关因素对身体的影响方向,以及某些物理因素对身体作用的协同或拮抗作用,以及由此产生的生物反应和临床效果。例如,电磁辐射 (EMR) 与交变电流或交变电场和磁场的组合暴露是不合适的,因为这些组合会通过改变生物基质偶极子的光轴来降低电磁辐射 (EMR) 穿透组织的深度。热疗会增加组织对电磁辐射 (EMR) 的反射系数。因此,应在热疗程序之前进行身体的电磁辐射 (EMR) 暴露。冷却组织时,会观察到相反的效果。需要记住的是,在单次暴露于外部物理因素后,由此暴露引起的组织和器官变化会在 2-4 小时后消失。
已定义了九项物理治疗原则,其中主要原则与上述原则完全对应,而其他原则则需要讨论。因此,应从本出版物第 3 章给出的理论和实验依据的角度来评估神经兴奋原则的有效性。暴露充分性原则本质上是物理治疗个体化和最佳化原则的组成部分。小剂量原则完全对应于暴露剂量充分性的概念,该概念在本手册第 4 节中得到证实。改变暴露的原则实际上对应于物理因素治疗的动态原则。连续性原则值得关注,这反映了需要考虑先前物理因素治疗的性质、有效性和持续时间,考虑到所有治疗、预防和康复措施的可能组合,以及患者的意愿。
物理治疗几乎总是在患者服用适当药物(化学因子)的背景下进行的。外部化学因子与整个多细胞生物体的相互作用是通过外源物质与适当的生物底物形成化学键来实现的,从而引发随后的各种反应和效应。
药物在生物体内的药代动力学是指药理物质在生物体不同环境中浓度随时间的变化,以及决定这些变化的机制和过程。药效学是指生物体在药物作用下发生的一系列变化。在化学因子(药物)与生物体发生初步相互作用的过程中,最常发生以下反应。
药理物质与特定生物体的天然代谢产物之间具有较高的化学亲和力,发生替代性质的化学反应,引起相应的生理或病理生理效应。
当药物与代谢产物的化学亲和力较远时,会发生竞争性的化学反应。在这种情况下,药物占据了代谢物的作用点,但无法发挥其功能,并阻断了某些生化反应。
药物在一定的物理化学性质作用下,与蛋白质分子发生反应,造成相应蛋白质结构、细胞整体的功能暂时破坏,甚至可能导致细胞死亡。
一些药物直接或间接地改变细胞的基本电解质组成,即酶、蛋白质和细胞的其他元素发挥功能的环境。
药物在体内的分布取决于三个主要因素。首先是空间因素。它决定了化学因子的进入途径和分布,这与器官和组织的血液供应有关,因为进入器官的外源性化学物质的量取决于该器官的血流量(即单位组织质量)。其次是时间因素,其特征是药物进入体内和排泄的速度。第三是浓度因素,其取决于药物在生物环境中,尤其是在血液中的浓度。研究相应物质随时间变化的浓度,我们可以确定吸收期(即达到血液中最高浓度的时间)以及消除期(即该物质从体内排出的时间)。消除速率取决于药物与生物底物形成的化学键。共价键非常牢固且难以逆转;离子键、氢键和范德华键则较不稳定。
因此,在与生物底物发生化学反应之前,药品必须根据其进入途径和其他直接和间接原因,经历特定的阶段,这些阶段的时间可能比化学反应本身的速度长很多倍。此外,还需要加上药品本身及其衰变产物与某些生物底物相互作用的一定时间,直至其在体内的作用完全停止。
需要注意的是,许多药物的作用缺乏严格的选择性。它们对生命过程的干预并非基于与某些细胞受体的特定生化反应,而是基于与整个细胞的相互作用,这种相互作用是由这些物质在生物底物中即使浓度很低也引起的。
外部物理和化学因素同时作用于结构和系统(主要在细胞层面)的影响,其主要特征是以下已确定的因素。物理因素具有整体性和普遍性的作用,其形式是改变作用区域内单个细胞(一组细胞)的电状态。化学因素(包括药物)对某些结构有预期的影响,但此外,还参与了许多非特异性的生化反应,这些反应通常难以或无法预测。
物理因素的特点是该因素与生物底物相互作用的速度极快,并且该因素对生物体的作用可能立即终止。化学因素的特点是从物质进入体内到某些反应开始之间存在一个短暂的、通常很长的间隔。同时,特定化学物质及其代谢物与生物底物相互作用的完成时间无法准确确定,更不用说预测了。
当外部物理因素和药物同时作用于身体时,应注意许多药物的药代动力学和药效学会发生显著变化。基于这些变化,物理因素或药物的作用可能会增强或减弱。在适当的物理治疗背景下,可以减轻或增强药物的不良副作用。化学和物理因素的协同作用可以表现为两种形式:作用的叠加和增强。这些因素对身体的联合作用的拮抗表现为最终作用的减弱或预期作用的消失。
普遍的临床和实验数据表明,当某些物理因素同时作用于机体并结合适当的药物治疗时,会产生以下效果。
镀锌可以减少抗生素、免疫抑制剂、某些精神药物、非麻醉性镇痛药等药物的副作用,并且通过这种物理治疗方法可以增强服用硝酸盐的效果。
在服用镇静剂、镇静剂、精神药物的背景下,电睡眠疗法的效果会增强,同时,硝酸盐在电睡眠疗法期间的效果也会增强。
采用经颅电镇痛疗法,镇痛药和硝酸盐的效果明显增强,而使用镇静剂和安定剂可增强这种物理治疗方法的效果。
据记录,通过双动力疗法和振幅脉冲疗法,服用抗生素、免疫抑制剂、精神药物和止痛药的副作用有所减少。
超声波疗法可以减少抗生素、免疫抑制剂、精神药物和止痛药带来的副作用,但同时,超声波疗法也会增强抗凝剂的效果。需要注意的是,预先暴露于超声波的咖啡因溶液,如果通过静脉注射到体内,可能会导致心脏骤停。
磁疗可增强免疫抑制剂、镇痛药和抗凝剂的作用,但在磁疗的背景下,水杨酸盐的作用会被削弱。尤其应注意同时使用类固醇激素和磁疗时检测到的拮抗作用。
服用磺胺类药物、铋剂和砷剂、适应原和水杨酸盐会增强紫外线照射的效果。这种物理因素对身体的影响会增强类固醇激素和免疫抑制剂的作用,而将胰岛素、硫代硫酸钠和钙制剂引入体内会削弱紫外线照射的效果。
激光疗法已被证明会增强抗生素、磺胺类药物和硝酸盐类药物的疗效,并增加硝基呋喃类药物的毒性。根据AN Razumov、TA Knyazeva和VA Badtieva(2001)的研究,低能量激光照射可消除硝酸盐类药物的耐受性。服用迷走神经兴奋剂时,这种物理疗法的有效性几乎为零。
服用维生素时,电睡眠疗法、感应热疗法、超高频疗法、超高频疗法和超声波疗法的治疗效果有所增强。
高压氧疗法(氧气压疗法)会改变肾上腺素、壬二酸单胺和茶碱的作用,从而产生β-肾上腺素能受体阻滞剂的作用。麻醉药和镇痛药与压缩氧的作用具有协同作用。在氧气压疗法的背景下,血清素和γ-氨基丁酸(GABA)对机体的主要作用得到显著增强。在高压氧疗法中,垂体后叶素、糖皮质激素、甲状腺素和胰岛素的引入会加剧高压氧的副作用。
遗憾的是,以物理治疗和药物治疗领域的现代知识水平,理论上很难预测物理因素和药物同时使用时对身体的相互影响。研究这一过程的实验路径也非常棘手。这是因为有关生物体内化合物代谢的信息非常相对,而药物代谢途径的研究主要集中在动物身上。物种代谢差异的复杂性使实验结果的解释变得极其困难,而且用它们来评估人类代谢的可能性也有限。因此,家庭医生必须时刻记住,在适当的药物治疗背景下为患者开具物理治疗处方是一个非常负责任的决定。必须在了解所有可能后果的情况下做出决定,并必须咨询物理治疗师。
物理治疗与童年
在家庭医生的日常工作中,经常需要与不同年龄段的儿童家庭成员打交道。在儿科,物理治疗方法也是疾病预防、各种病症儿童治疗以及患者和残疾人康复的重要组成部分。儿童对物理治疗的反应取决于以下身体特征。
儿童皮肤状况:
- 儿童皮肤的相对表面积比成人大;
- 新生儿和婴儿的表皮角质层较薄,生发层较发达;
- 婴儿的皮肤含有大量的水分;
- 汗腺尚未发育完全。
中枢神经系统对影响的敏感性增加。
撞击对脊髓相邻节段产生的刺激扩散得更快、更广。
代谢过程高度紧张且不稳定。
青春期受身体因素影响而产生变态反应的可能性。
儿科患者的物理治疗具有以下特点:
- 对于新生儿和婴儿,需要使用超低输出功率的外部物理因素作用于身体;随着孩子年龄的增长,作用因素的强度逐渐增加,到18岁时达到与成人相似的强度;
- 对于新生儿和婴儿,每次治疗过程中使用治疗性物理因素作用场的数量最少,随着孩子年龄的增长,作用场的数量逐渐增加。
- 在儿科中使用各种物理治疗方法的可能性是由孩子的相应年龄决定的。
VS Ulashchik(1994)制定并证实了根据儿童年龄在儿科中可能使用的一种或另一种物理治疗方法的建议,多年的临床经验证实了这些建议的可行性。目前,在儿科中,普遍接受的物理治疗程序的年龄标准如下:
- 基于直流电的方法:从1个月大开始使用全身和局部镀锌以及药物电泳;
- 基于脉冲电流的方法:从 2-3 个月开始使用电睡眠疗法和经颅电镇痛疗法;从出生后第 6 至第 10 天开始使用双动力疗法;从 1-3 个月开始使用短脉冲电镇痛疗法;从 1 个月开始使用电刺激;
- 基于使用低压交流电的方法:从出生后第6天到第10天使用波动和振幅脉冲疗法;从出生后第10天到第14天使用干扰疗法;
- 基于使用高压交流电的方法:使用达森瓦尔化和局部超声治疗1-2个月;
- 基于利用电场影响的方法:一般富兰克林化疗法用于 1-2 个月;局部富兰克林化疗法和超高频疗法用于 2-3 个月;
- 基于利用磁场影响的方法:磁疗——从 5 个月开始使用恒定、脉冲和交变低频磁场的影响;感应热疗法——从 1-3 个月开始使用交变高频磁场的影响;
- 基于使用无线电波范围内的电磁辐射的方法:从2-3个月开始使用UHF和SHF疗法;
- 基于使用光谱电磁辐射的方法:使用红外线、可见光和紫外线辐射的光疗法,包括这些光谱的低能激光辐射,使用 2-3 个月;
- 基于机械因素的方法:从 1 个月开始使用按摩和超声波疗法;从 2-3 个月开始使用振动疗法;
- 基于使用人工改变的空气环境的方法:从 1 个月开始使用空气离子疗法和气雾疗法;从 6 个月开始使用洞穴疗法;
- 基于热因素的方法:使用石蜡、地蜡疗法和冷冻疗法1-2个月;
- 基于使用水程序的方法:从 1 个月开始使用水疗法;
- 根据使用治疗泥的方法:局部泥疗从 2-3 个月开始,一般泥疗从 5-6 个月开始。
基于生物反馈的物理治疗个性化和优化原则的实施极具吸引力,前景广阔。为了理解解决这一问题的复杂性,有必要了解并牢记以下基本原则。
控制是一种在进化过程中发展起来的功能,是生物界(整个生物圈)自我调节和自我发展过程的基础。控制基于系统内各种信息信号的传输。信号传输通道在系统中形成直接和反馈连接。人们认为,当信号沿着通道链元素的“正”向从链的起点到终点的“正”向传输时,就会发生直接通信。在生物系统中,这种简单的链可以被区分,但仅限于特定情况。反馈在控制过程中起着主要作用。反馈通常被理解为信号从系统输出到输入的任何“反向”传输。反馈是指对物体或生物体的影响与其对影响的反应之间的联系。整个系统的反应可以增强外部影响,这被称为正反馈。如果这种反应减弱了外部影响,则会发生负反馈。
活体多细胞生物体内的稳态反馈旨在消除外界作用的影响。在研究生物系统过程的科学中,人们倾向于将所有控制机制表示为覆盖整个生物体的反馈回路。
本质上,用于物理治疗效果的设备是生物对象的外部控制系统。为了有效运行控制系统,需要持续监测受控坐标的参数——将技术外部控制系统与人体的生物系统相结合。生物技术系统 (BTS) 是一个包含生物子系统和技术子系统的系统,它们通过统一的控制算法联合起来,以便在未知的概率环境中以最佳方式执行特定的确定性功能。技术子系统的一个必备组件是电子计算机 (EC)。BTS 的统一控制算法可以理解为人和计算机的统一知识库,包括数据库、方法库、模型库和待解决的任务库。
然而,对于一个按照统一算法与生物对象进行反馈的外部控制系统(物理治疗装置、动态记录生物系统相应参数的装置和计算机),由于以下原因,完全自动化所有过程的可能性被排除在外。第一个原因是,活的生物系统,特别是像人体这样复杂的生物系统,是自组织的。自组织的标志包括运动,并且总是复杂的、非线性的;生物系统的开放性:与环境交换能量、物质和信息的过程是独立的;生物系统中发生的过程的协同性;系统中的非线性热力学情况。第二个原因是由于生物系统功能参数的个体最优值与这些参数的平均统计数据之间的差异。这大大增加了对患者生物体初始状态的评估、对作用信息因素必要特征的选择以及对结果的控制和对影响参数的校正的复杂性。第三个原因:任何构建BTS控制算法的数据库(方法、模型、待解决的任务)都必然需要数学建模方法的参与。数学模型是一个数学关系系统——公式、函数、方程、方程组,描述所研究对象、现象、过程的某些方面。最优解是方程形式的原始数学模型与方程中变量之间的状态一致。然而,这种一致性仅适用于技术对象。目前,所涉及的数学工具(坐标系、矢量分析、麦克斯韦方程和薛定谔方程等)不足以描述功能性生物系统在与外部物理因素相互作用过程中发生的过程。
尽管存在某些缺陷,生物技术系统在医疗实践中仍被广泛应用。对于暴露于外部物理因素时的生物反馈,人体产生的物理因素指标参数的变化可能就足够了。
当人体皮肤不同区域之间建立闭合电路时,就会记录电流。例如,在手掌表面之间建立闭合电路时,可以确定20 μA至9 mA的直流电流和0.03-0.6 V的电压,具体值取决于被检查患者的年龄。当闭合电路建立时,人体组织和器官能够产生不同频率的交流电,这些交流电可以指示这些组织和器官的电活动。脑电图的频率范围为0.15-300 Hz,电压为1-3000 μV;心电图的频率范围为0.15-300 Hz,电压为0.3-3 mV;胃电图的频率范围为0.05-0.2 Hz,电压为0.2 mV;肌电图的频率范围为1-400 Hz,电压为μV至数十mV。
电针诊断法基于测量与东方反射疗法穴位相对应的生物活性点的皮肤电导率。已测定这些穴位的电位高达350 mV,组织极化电流在10至100 μA之间。各种硬件组合使我们能够以一定的可靠性判断各种外部因素对身体的影响是否充分。
实验数据表明,人体组织在其表面10 cm处会产生强度高达2 V/m的长期静电场。该场的产生机制包括:生物体内发生的电化学反应、组织的准驻极体极化、内部电紧张场的存在、摩擦电荷以及大气电场作用引起的电荷振荡。该场的动态特征是:受试者静息状态下电位呈缓慢的非周期性振荡;而当受试者功能状态发生变化时,电位值甚至符号有时会发生急剧变化。该场的产生与组织代谢有关,而非血液循环,因为在尸体中,该场的记录时间长达20小时。电场在屏蔽室中测量。连接到放大器高电阻输入端的金属盘用作场传感器。测量人体附近相对于屏蔽室壁的电场电位。该传感器可以测量其覆盖区域的强度。
从人体表面记录恒定和变化的磁场,其感应值为10-9-1012 T,频率从几分之一赫兹到400赫兹。磁场测量采用感应式传感器、量子磁力仪和超导量子干涉仪。由于测量值极小,诊断在屏蔽室内进行,并使用差分测量电路来削弱外部干扰的影响。
人体能够向外界环境发出波长为30厘米至1.5毫米(频率为109-1010赫兹)的射频电磁辐射,以及波长为0.8-50微米(频率为1012-1010赫兹)的红外光谱电磁辐射。记录这些物理因素需要使用复杂的技术设备,这些设备只能选择性地感知特定频谱的电磁辐射。精确测定此类辐射的能量参数则更加困难。
气体放电可视化方法(SD 和 V.Kh. Kirlian 方法)值得关注。该方法基于以下效应。当人体表皮区域置于频率为 200 kHz、电压为 106 V/cm 或更高的电场中时,表皮空间能够产生光谱范围内的电磁辐射。通过记录人体手指和脚趾气体放电图像的动态变化,可以实现以下目标:
- 判断生理活动的总体水平和性质;
- 根据发光类型进行分类;
- 根据能量通道中辉光特性的分布来评估各个身体系统的能量;
- 监测各种影响对身体的影响。
器官和系统的机械振动记录既可以从体表记录,也可以从相应的器官记录。从皮肤记录的脉冲声波持续时间为0.01至5·10-4秒,强度可达90分贝。同样的方法也可用于记录频率为1至10MHz的超声波振动。声像图法可以确定心脏活动的声音。超声造影术(超声诊断方法)可以了解实质器官的结构和功能状态。
利用适当的设备感知和记录人体在红外光谱中电磁波的辐射,通过热成像和热映射方法确定皮肤温度(热因素)以及深层组织和器官的温度变化。
在列出的记录人体产生的物理因素的方法中,并非所有方法都适用于实施反馈,以监测和优化物理治疗效果。首先,设备笨重、诊断方法复杂以及缺乏建立生物技术系统闭环的能力,使得许多记录电场、磁场、电磁辐射、机械和热因素的方法无法使用。其次,生物体产生的物理因素参数,作为其内源性信息交换的客观指标,具有严格的个体差异性,且变化极大。第三,用于记录这些参数的外部技术设备本身会影响它们的动态特性,从而影响物理治疗效果评估的可靠性。确定相应动态特性的模式是未来的课题,解决这些问题将有助于优化物理治疗效果中生物反馈的手段和方法。
物理治疗的方法取决于其目的 - 预防疾病、治疗特定病理或作为一系列康复措施的一部分。
利用外界物理因素的影响采取的预防措施,目的是激活某些功能系统减弱的活动。
在治疗相应的疾病或病理状态时,需要打破生物系统中某些过程正在出现的病理控制回路,消除病理的“印迹”,使生物系统恢复其固有的正常运作节律。
在康复期间,需要采取综合方法:抑制仍然存在的病理控制回路的活动,并激活正常但未完全发挥作用的负责补偿、恢复和再生受损生物结构的系统。