Приборы специального назначения

Приборы специального назначения обычно предназначены для регистрации какой-либо одной функции или процесса, например электрокардиограммы, электроэнцефалограммы, электрогастрограммы и др. Такая специализированная аппаратура, как правило, компактна, проста в эксплуатации и удобна для проведения клинических исследований. В ее состав входят различные блоки (системы) общего назначения, поэтому знание принципиального устройства отдельных блоков позволяет легко разобраться в работе приборов специального назначения. Общая структура прибора специального назначения включает электроды или датчик, коммутатор, усилитель, регистратор и блок питания. Более детальное знакомство с каждым прибором осуществляется с помощью инструкции по эксплуатации, прилагаемой к прибору.

Электростимуляторы. Для электрической стимуляции биологических объектов вплоть до середины текущего столетия применяли индукционные катушки, которые в настоящее время полностью заменены электростимуляторами. Электростимулятор – один из самых распространенных и необходимых приборов. Он обеспечивает оптимальные условия раздражения тканей (с наименьшим их травмированием при длительной стимуляции) и удобен в работе.

Для исследовательских целей целесообразно использовать стимулятор, который в зависимости от условий эксперимента может служить либо генератором тока, либо генератором напряжения. Внутреннее сопротивление выходного устройства такого стимулятора можно изменять в соответствии с целями эксперимента. Оно должно быть или в 30-40 раз больше сопротивления объекта исследования (при работе в режиме «генератор тока»), или во столько же раз меньше (в режиме «генератор напряжения»). Однако подобные универсальные стимуляторы сложны и громоздки, поэтому в условиях физиологического практикума лучше применять более простые приборы.

Стимулятор состоит из нескольких блоков (каскадов), принципиальное назначение которых не зависит от типа стимулятора. Рассмотрим назначение отдельных каскадов стимулятора и связанных с ними органон управления на примере стимулятора импульсного физиологического СИФ-5.

Генератор частоты следования импульсов (задающий генератор) часто конструируют по схеме мультивибратора; он может работать в ждущем и непрерывном режимах. При работе в ждущем режиме задающий генератор может генерировать импульсы или при нажатии кнопки «Пуск», или при подаче на вход мультивибратора запускающих сигналов от другого источника импульсов. В первом случае генерируется только один импульс, во втором - частота импульсов будет соответствовать частоте запускающих сигналов. При непрерыв­ном режиме работы 8 задающий генератор стимулятора генерирует импульсы непрерывно, их частоту / можно изменять от долей герца до нескольких сотен герц.

Импульсы от задающего генератора подаются на следующий каскад стимулятора – каскад задержки, а также могут быть использованы для запуска развертки осциллографа (импульс синхронизации), В каскаде задержки импульс задающего генератора может задержаться на время 1 – 1000 мс. Каскад задержки позволяет (например, при исследовании вызванных потенциалов) независимо от скорости развертки осциллографа установить потенциал на экране осциллографа в удобном для регистрации месте.

Импульсы от каскада задержки могут быть использованы для запуска других стимуляторов, если в эксперименте применяют несколько стимуляторов и их работу нужно синхронизировать. Кроме того, от каскада задержки подаются импульсы на вход каскада формирования выходных сигналов. В этом каскаде формируются импульсы прямоугольной (или другой) формы с определенной длительностью, затем они передаются на усилитель мощности, который позволяет регулировать их амплитуду.

С выхода стимулятора посредством соединительных проводов и стимулирующих электродов импульсы необходимой формы, дли­тельности и амплитуды передаются на объект исследования. Полярность выходных импульсовможно изменять. Для умень­шения артефакта раздражения некоторые типы стимуляторов имеют изолирующие трансформаторы, другие - высокочастотные выходные устройства.

Как для учебных, так и для исследовательских целей используют стимуляторы и других типов, например, НСЭ-01, ЭСТ-10А, ИС-01 и др.

Кроме импульсных стимуляторов в физиологических экспериментах используют фото- и фоностимуляторы. Их устройство во многом принципиально сходно с устройством импульсного стимулятора. Отличие состоит в основном в структуре выходного блока, формирующей световые сигналы в фотостимуляторе или звуковые - в фоностимуляторе.

Эргометры. Для создания функциональной нагрузки на отдель­ные органы, системы и организм в целом широко применяют эрго­метры различных типов. Они позволяют создавать или локальную, или общую функциональную нагрузку, дозировать и опре­делять ее величину. Наиболее распространенными приборами этого типа являются пальцевый эргограф, велоэргометры и бегущая дорожка. Существуют бегущие дорожки (третбаны) и для животных.

Камеры. Камеры различного назначения широко используют при создании определенных условий для объекта исследования. Существуют сурдокамеры, термокамеры, барокамеры с повышенным и пониженным давлением, камеры с лучевыми и звуковыми уста­новками и т. д. В настоящее время сконструированы камеры, позволяющие создать искусственный микроклимат и изучать реакции объекта исследования на разнообразные воздействия.