На каком принципе работает генератор переменного тока?
Почему в электросети течёт не постоянный, а переменный ток? Какова его частота и каково напряжение?
Что представляет собой колебательный контур? От чего зависит собственная частота контура?
Каков механизм излучения электромагнитной волны?
Каковы свойства электромагнитных волн?
Где применяются электромагнитные волны?
ЛЕКЦИЯ 9.
Электромедицинская аппаратура
План лекции:
Гальванизация и электрофорез.
Действие низкочастотных токов на организм. Аппарат «Амплипульс»
Действие высокочастотных электрических полей на организм.
Аппараты УВЧ-терапии.
Способы обеспечения электробезопасности при работе с аппаратурой.
Гальванизация и электрофорез.
Рассмотрим теперь возможность применения постоянного электрического тока для лечебных целей. Выяснено, что постоянный ток, проходя по живой ткани организма, изменяет концентрации ионов как внутри, так и снаружи клетки. И это приводит лечебному эффекту.
На поверхность кожи человека накладывают два электрода, представляющие две тонкие свинцовые пластины. Свинец берут из тех соображений, что он мягкий и тонкая свинцовая пластина легко принимает форму поверхности тела и обеспечивает прилегание к телу равномерно по всей поверхности. Под электроды помещают гидрофильные прокладки, пропитанные физиологическим раствором. Это необходимо только для обеспечения равномерного электрического контакта. Один из электродов накладывают на область больного органа и называют его активным (А), а другой накладывают на нейтральную зону и называют его пассивным (П). Основным критерием при данной процедуре является плотность электрического тока j = I/S (А/м2). Но в клинической практике используют другую единицу плотности тока (А/дм2). Такой процесс называется гальванизацией.
Если прокладки под электродами пропитать не физиологическим раствором, а раствором лекарственного вещества, то электрический ток будет не только изменять концентрацию ионов, но и вводить внутрь организма через кожу ионы лекарственного вещества. Причём, изменяя направление тока, можно вводить внутрь организма либо положительные, либо отрицательные ионы. Таким образом был открыт ещё один путь введения лекарств внутрь организма. Такой процесс называется электрофорезом.Эти оба процесса имеют много общего: могут применяться одни и те же электроды и один и тот же прибор. Различие этих двух процессов в том, что прокладки под электродами пропитываются различными веществами.
Рассмотрим устройство аппарата для гальванизации и электрофореза. На электроды нужно подать напряжение не более 40 В постоянного тока. А в сети – 220 В переменного тока. Значит, напряжение сети нужно сначала уменьшить, а потом сделать его постоянным. Для снижения напряжения используют трансформатор, а для превращения переменного тока в постоянный используют выпрямитель. Для устранения пульсаций используют специальный электрический сглаживающий фильтр, представляющий собой в простейшем случае конденсатор большой ёмкости, включённый параллельно выходу выпрямителя. На выходе аппарата стоит регулятор тока, миллиамперметр и переключатель полярности. Таким образом, прибор позволяет плавно регулировать ток через пациента и при этом контролировать его величину с помощью миллиамперметра. А переключатель полярности позволяет изменять полярность напряжения на электродах простым нажатием соответствующей клавиши. Кроме того, находящийся в приборе трансформатор, кроме снижения напряжения, ещё выполняет дополнительную защитную функцию: осуществляет полную гальваническую развязку пациента и электросети. Иными словами, пациент и электросеть оказываются полностью изолированы друг от друга.
Действие низкочастотных токов на организм.
Аппарат «Амплипульс».
Мы рассмотрели действие постоянного тока на организм человека. Теперь рассмотрим действие переменного тока на организм. Само собой разумеется, что переменный ток, проходя через живой организм, не может осуществлять ни гальванизацию, ни электрофорез. Лечебное действие переменного тока на организм выражается в другом. Переменный электрический ток вызывает колебательное движение ионов в клетках, что усиливает метаболические процессы, а также раздражает нервные окончания, что также приводит к лечебному эффекту.
На тело пациента накладывают те же электроды, что применялись при гальванизации и электрофорезе, прокладки пропитываются физиологическим раствором для обеспечения надёжного, равномерного контакта с поверхностью кожи.
Наиболее распространённым в клинической практике является аппарат низкочастотной терапии «Амплипульс-4». Рассмотрим его более подробно.
Данный прибор питается от сети переменного тока 220 В 50 Гц. Автономного питания не имеет. Он выдаёт фиксированную частоту 5000 Гц синусоидальной формы. Величина тока может изменяться плавно в двух диапазонах: 0-20 мА и 0-80 мА. Упрощённая блок-схема прибора:
Данный прибор имеет возможность основную частоту 5000 Гц модулировать по амплитуде одной из более низких фиксированных частот: 30, 50, 70, 100 и 150 Гц. Для этого служат вспомогательный генератор, вырабатывающий эти частоты, которые называются модулирующими, а также модулятор, осуществляющий амплитудную модуляцию (АМ) основной (несущей) частоты 5000 Гц. В приборе предусмотрена возможность ступенчато изменять коэффициент модуляции следующими значениями:
0% (без модуляции); 50%; 75%; 100%; >100%. Следует пояснить сущность амплитудной модуляции. Неверно считать, что амплитудная модуляция – это обычное сложение двух частот. Здесь частоты вовсе не складываются, а дело обстоит сложнее.