Методы, основанные на использовании импульсных токов.

Студент должен знать : структурную схему электростимулятора, способ получения импульсных токов прямоугольной формы с помощью мультивибратора; основные характеристики импульсных токов и способы их измерения; принцип преобразования прямоугольных импульсов в импульсные токи другой формы с помощью дифференцирующих и интегрирующих цепей;

Студент должен уметь : с помощью макета мультивибратора получать на экране осциллографа импульсные токи различной формы, измерять параметры импульсов, работать с аппаратами электростимуляции.

Краткая теория Импульсные токи, применяемые в медицине.

В медицине для диагностических и лечебных целей, кроме постоянного тока малой силы (гальванизация), применяют ток в виде отдельных импульсов, которые характеризуются определённой длительностью и последующей за ними паузой. Времяисоставляют период идеального импульса(рис. 1).

Идеальные импульсы

При гальванизации медленное увеличение силы тока вызывает постепенное изменение концентрации ионов в клетках, которое ведёт к незначительному раздражению нервных окончаний и сокращение мышц при этом не происходит (адаптация ткани).

Значительное физиологическое действие на ткани организма оказывает резкое изменение силы тока, например, в момент замыкания или размыкания цепи. При этом происходит быстрый сдвиг ионов из установившегося положения, который оказывает на легко возбудимые ткани, особенно нервную и мышечную, значительное раздражающее действие и это действие пропорционально скорости изменения силы тока, т.е.
.

Лечебный метод, использующий возбуждение мышц или органов импульсными токами, называют электростимуляцией. В настоящее время в медицине применяют следующие виды импульсов тока различных по форме, длительности и частоте.

1. Импульсный ток прямоугольной формы (рис. 2а) – длительностькоторого составляет 0,1 - 1,0 мс при частоте 10 - 100 гц. Такие токи усиливают тормозящие процессы в центральной нервной системе, поэтому их используют для получения состояния, аналогичного физиологическому сну (электросон). Импульсный ток применяется при некоторых психических заболеваниях, а также заболеваниях, связанных с нарушением функции кортиковесцериальной системы (язвенная болезнь желудка, гипертоническая болезнь);

Тетанизирующйй ток (рис. 26) - характеризующийся треугольной формой импульсов с длительностью сигналов I - 1,5 мс и частотой 100 гц. Он вызывает длительное сокращение поперечно - полосатых мышц. Его применяют для электрогимнастики – упражнения мышц при нарушенной их функции;

Экспоненциальный ток (рис. 2в) с длительностью импульсов от 1,6 до 60 мс с частотой 8 - 80 гц применяют для стимуляции мышц. В зависимости от степени поражения мышц выбирают соответствующий экспоненциальный ток, преимущество которого перед тетанизирующим током заключается в том, что он может вызвать двигательную реакцию более глубоко пораженных мышц.

Импульсные токи, применяемые в медицине

Диадинамические токи представляют собой два тока с полусинусоидальной формой импульсов - с частотой 50 импульсов в секунду (однотактный непрерывный) (рис. 2г) и 100 импульсов в секунду (двухтактный непрерывный) (рис. 2д). Принципиальное отличие их от других состоит в том, что их можно ритмически модулировать по частоте, амплитуде и форме, чтобы предотвратить адаптацию ткани к электрическому раздражению.

Диадинамические токи получили признание благодаря их болеутоляющему действию, механизм которого нервно-рефлекторный по типу нервной блокады. Действие такого тока приводит к физико-химическим изменениям в клетках, изменению проницаемости капилляров, вызывает реактивную гиперемию, способствует улучшению лимфо- и кровообращения, усилению притока питательных веществ и удалению продуктов обмена, что ведет к уменьшению отечного и воспалительного процессов в ткани, уменьшаются вегетативно – сосудистые нарушения.

Для получения физиологического эффекта пользуются силой тока в пределах между порогами восприятия и болевого ощущения (рис.3).

Рис. 3.

Схематическое изображение синусоидального (а),

тетанизирующего (б), экспоненциального (в) токов

(зона действия заштрихована)

Импульсные токи вырабатывают с помощью электронно-ламповых или транзисторных генераторов. Целью данной работы является изучение мультивибратора-генератора прямоугольных импульсов (рис.4) с широкими пределами регулировки их длительности и частоты.

Лечебными свойствами обладают и прерывистые (импульсные) токи. В отличие от гальванизации импульсные токи поступают к пациенту в виде отдельных импульсов, т. е. "толчков" (или "порций"), чередующихся с паузами.

Диадинамотерапия - воздействие постоянным импульсным электрическим током частотой 50 и 100 Гц. Метод был предложен французским врачом Бернаром (P. Bernard), назвавшим этот ток диадинамическим (иногда эти токи называют также токами Бернара).

Диадинамические токи, встречая большое сопротивление эпидермиса и возбуждая экстероцепторы (кожные рецепторы, воспринимающие раздраже­ние), вызывают ощущение жжения и гиперемию под электродами. Характерным клиническим эффектом диадинамотерапии является обезболивающий.

Электростимуляция основана на применении электрического тока с целью возбуждения или усиления деятельности двигательных нервов и сокращения скелетных и гладких мышц. Использование импульсных токов обусловлено тем, что чувствительность нервных волокон кожи и скелетных мышц, оцениваемая по пороговой силе возбуждающего тока, примерно в 3 раза выше для импульсных токов по сравнению с постоянным.

В косметологии электростимуляция находит ограниченное применение, поскольку при высоких частотах часто наступает длительное сокращение мышц - тетанус, достаточно болезненный для пациента. Гораздо более широкое применение в косметологии нашла микротоковая терапия, лишенная этого недостатка.

Микротоковая терапия - это комплексный метод воздействия с лечебной и косметической целью на организм модулированными импульсными токами малой силы (микроамперы) и малого напряжения с различными частотными характеристиками. Воздействуя на кожные покровы, мышечную ткань и лимфатические пути, микротоковая терапия стимулирует мышцы и создает стойкий лифтинг-эффект.

Метод предназначен для нехирургической коррекции возрастных изменений овала лица, разглаживания морщин, лечения целлюлита, проведения лимфодренажа, повышения обмен ных процессов в коже и мышцах. Реже микротоковую терапию используют при лечении болевого синдрома, депрессии и бессонницы.

Основное отличие микротоковой терапии от электромиостимуляции заключается в том, что методы первой более эффективны при воздействии непосредственно на клетки, в то время как вторая бо лее предпочтительна для стимуляции мышц. В отличие от классического массажа, методы микротоковой терапии применимы даже при серьезных повреждениях кожного покрова, являясь чуть ли не единственным методом борьбы с отеками в подобных случаях.

Поочередное сжатие и расслабление мышечных волокон под действием микротоков действует подобно помпе - при сжатии кровеносные и лимфатические капилляры между мышечными волокнами закрываются, при расслаблении, наоборот, просвет капилляров открывается, и они снова наполняются. Последействие такого лимфодренажа длится около суток.

Микротоки эффективны в борьбе с морщинами. Они не вызывают последующего обвисания кожи и усугубления мимических морщин при отсутствии повторных воздействий. Однако для окон чательного устранения проблемы необходимо достаточное количество процедур микротоковой терапии. Простота метода, малое количество противопоказаний, высокая эффективность определила широкое применение и большую популярность этого метода в эстетической медицине.

Электролиполиз является одним из вариантов воздействия импульсным или низкочастотным током на жировую ткань.

В случае применения импульсных токов на проблемные зоны накладывают накожные электроды. Если используют низкочастотные токи, то в подкожную жировую клетчатку вводят тонкие длинные одноразовые иглы-электроды. Используют от 8 до 14 игл, укол иногда неощутим, иногда немного неприятен. Ощущения во время самой процедуры примерно как во время миостиму-ляции. Результатами электролиполиза являются:

• повышение метаболической активности и уменьшение жировой массы клеток;
• повышение температуры в обрабатываемой зоне;
• улучшение циркуляторных процессов в тканях, т. е. стимуляция капиллярного кровообращения и последующее восстановление нормальных условий питания тканей, стимуляция лимфотока и конечное удаление всех продуктов распада в результате усиления диуреза;
• повышение тонуса мышц и укрепление кожи.

Лечение остеохондроза токами Бернара назначают для купирования боли, снятия воспаления и улучшения общего состояния. В комплексе с медикаментами, ЛФК может привести к стойкой ремиссии.

Остеохондроз возникает у людей, которые ведут малоактивный образ жизни, имеют избыточный вес, часто находятся в сидячем положении и практически не занимаются спортом. Устранить болезнь можно с помощью комплексной терапии.

На сегодняшний день лечение остеохондроза импульсами электрическими низкой частоты пользуется огромной популярностью. Метод позволяет снизить болевые ощущения, снять воспаление в очаге. Токи Бернара оказывают воздействия:

• копируют боль;
• улучшают состояние тканей;
• помогают быстро восстановить пораженные участки;
• снижают двигательные расстройства;
• укрепляют мышечный корсет и повышают его тонус;
• нормализуют обменные процессы;
• улучшают иммунитет;
• стимулируют микроциркуляцию в больном участке.

Подобная физиотерапия может служить в качестве самостоятельного лечения от остеохондроза или применяться в комплексе. Данный метод основывается на воздействии небольшого заряда тока на пораженный участок.

В результате в тканях образуется тепло, что значительно усиливает кровообращение. Импульсы Бернара оказывают воздействие на нервные окончания и рецепторы, уменьшают болевые ощущения.

Данный вид терапии от остеохондроза имеет свои особенности. Процедура должна проводиться в специализированных центрах под наблюдением врача или медсестры. Современные аппараты для лечения патологий позвоночника позволяют генерировать импульсы разной частоты для эффективного воздействия на поврежденные участки.

Что такое токи Бернара и в чем их преимущество

Впервые лечение остеохондроза электрическими импульсами было применено и смоделировано французским ученым Пьером Бернаром. Благодаря низкочастотным токам повышается тонус мышечного корсета. При прохождении волн происходит динамическое сокращение гладкой и скелетной мускулатуры, вызывая стимуляцию сосудистых сеток, мышц внутренних органов, мышечного корсета.

С помощью токов Бернара при остеохондрозе улучшается кровообращение, наблюдается обезболивающий эффект по причине раздражения нервных рецептов. Частоты в 100 Гц достаточно для того чтобы расширить артериолы, улучшить питание тканей и активировать коллатеральные капилляры.

Токи низкой частоты помогают устранить воспалительные и отечные процессы при остеохондрозе. Современный метод широко применяется при лечении заболеваний опорно-двигательной системы.

Возможно ли вылечится таким путем

Методика Бернара по своей эффективности не уступает медикаментозному типу лечения. Физиотерапия применяется для пораженных участков и сегментов позвоночного столба. У большинства пациентов наблюдается существенное снижение боли уже после первого сеанса терапии остеохондроза с помощью тока.

Врачи рекомендуют использовать лечение электрическими импульсами Бернара в сочетании с медикаментозными препаратами для эффективного результата. Использовать ток в качестве самостоятельной терапии можно на начальных стадиях остеохондроза.

Какие есть противопоказания в лечении позвоночника токами

Физиотерапия применяется при лечении остеохондроза. Воздействие током имеет ряд противопоказаний. Терапия электрическими импульсами Бернара запрещена:

• при обострениях болезни;
• при наркотическом и алкогольном опьянении;
• при кожных заболеваниях;
• при воспалении почек в активной фазе и туберкулезе;
• при наличии злокачественных опухолей;
• при нарушениях чувствительности кожных покровов;
• при болезнях кровеносной системы и сердца;
• при индивидуальной непереносимости метода;
• во время кормления грудью и беременности;
• при психических расстройствах, особенно в период обострения;

Назначать токи Бернара при остеохондрозе должен лечащий врач с учетом всех возможных последствий и проблем пациента.

Перед началом сеанса необходимо пройти диагностику для выявления противопоказаний, чтобы избежать негативных последствий от лечения.

Процедуру с применением электрических импульсов при остеохондрозе не проводят больным, которые имеют металлические имплантаты в кардиосистеме или во всем организме. Метод Бернара не подходит пациентам с неиммобилизированным переломом костей. Перед процедурой врач обязан внимательно осмотреть кожный покров в области подачи тока. Если есть повреждения, их обязательно нужно накрыть клеенкой или сместить электроды.

Лечение остеохондроза при помощи импульсов запрещено людям, которые имеют гнойные заболевания подкожно-жирового слоя. Процедура может быть проведена только после создания оттока гноя (дренажа).

Остеохондроз требует комплексного вмешательства, особенно на запущенных стадиях. Для достижения результата врач назначает необходимый курс токов Бернара, медикаменты, массаж и лечебную физкультуру

В последнее время для диагностических и лечебных целей применяют прерывистый постоянный ток в виде отдельных толчков (импульсов) с паузами между ними, так называемый импульсный ток.

Каждый импульс характеризуется определенной длительностью t и последующей за ним паузой t 0 , составляющими вместе период Т.

Импульсные токи различают по:

• а) форме импульсов;
• б) частоте повторения импульсов в секунду (выражают в герцах - гц);
• в) длительности каждого импульса (выражают в миллисекундах - мсек).

При гальванизации медленное увеличение силы тока, вызывая постепенное изменение концентрации ионов в клетках,в условиях адаптации ткани ведетк нерезкому раздражению нервных окончаний. Сокращения мышц при этом не происходит; если же ток включают и выключают быстро, наблюдают сокращение мышц. Это можно объяснить некоторым смещением ионов и отставанием диффузионных процессов при кратковременных импульсах тока. Степень изменения концентрации ионов обусловлена силой тока и продолжительностью его воздействия.

Некоторые формы импульсов тока применяли и ранее под разными названиями. Например, был распространен прерывистый гальванический ток, который получали путем включения в цепь постоянного тока различного рода прерывателей (ручной электрод-прерыватель, метроном-прерыватель и др.). Был известен ток Ледюка с числом перерывов 100 в секунду (при соотношении длительности замыкания и длительности размыкания 1: 9), вызывавший явления электронаркоза.

Широко использовали фарадический ток, получаемый от индукционной катушки, с частотой импульсов 60-80 в секунду и длительностью размыкательного импульса 1-2 мсек. (Применение фарадического тока с лечебной целью носит название фарадизации .) Так как фарадический ток способен вызывать в скелетных мышцах длительное («тетаническое») сокращение, ведущее к утомлению мышцы и в конечном счете к ее атрофии, для электростимуляции мышц предложили пользоваться периодическими перерывами тока, так называемой ритмической фарадизацией, которая вызывает попеременно сокращение и расслабление мышц.

В настоящее время в основном применяют следующие виды импульсов тока различных по форме, длительности и частоте.

1. Ток с импульсами прямоугольной формы. Продолжительность каждого импульса 0,1-1 мсек при частоте 10-100 гц. Этот вид тока усиливает тормозные процессы в центральной нервной системе и его используют для получения состояния, аналогичного физиологическому сну (электросон).

Аппарат для электросна представляет собой генератор импульсов по электронноламповой схеме. Электроды накладывают на глазницы и сосцевидные отростки. Этот вид лечения охранительным торможением применяют при некоторых психических заболеваниях, а также при заболеваниях, связанных с нарушением функции кортиковисцеральной системы (язвенная болезнь желудка, гипертоническая болезнь).

2. Тетанизирующий ток характеризуется треугольной формой импульсов. Продолжительность каждого импульса 1-1 1/2 мсек, частота 100 гц.

Источником этой формы тока служат аппараты с электронноламповыми схемами.

Тетанизирующий ток вызывает длительное сокращение поперечнополосатых мышц, и его применяют для электрогимнастики - упражнения мышц при нарушенной их функции.

3. Экспоненциальный ток (ток Лапика) имеет полого возрастающую форму кривой), напоминающую форму токов действия нерва при его раздражении. Продолжительность импульса от 1,6 до 60 мсек. Частоту импульсов можно менять. В зависимости от степени поражения мышцы выбирают и соответствующий экспоненциальный ток. Для получения ритма сокращения - расслабления мышц используют так называемый модулятор. Преимущество экспоненциальной формы тока заключается в том, что она может вызвать двигательную реакцию и более глубоко пораженных мышц, когда тетанизирующий ток этого не делает. Эту форму тока применяют для стимуляции мышц.

Источником импульсных токов служит аппарат АСМ. Он состоит из генератора кратковременных импульсов, модулятора импульсов и преобразовательно модуляционного каскада. Кроме тетанизирующей и экспоненциальной форм тока, аппарат может быть использован для лечения непрерывным постоянным током (гальванизация) и ритмической гальванизацией.

Аппарат ACM применяют для электростимуляции (электрогимнастики) мышц при нарушении их сократительной способности. Ритмическая электростимуляция улучшает кровоснабжение и трофику нервно-мышечного аппарата, способствует увеличению объема и повышению работоспособности мышц, восстановлению проводимости нервных элементов, благоприятно влияет на регенерацию нервных волокон, тем самым ускоряя восстановление функции пораженной мышцы.

Электростимуляцию применяют при поражениях периферического двигательного нейрона (остаточных явлениях после перенесенного полиомиелита, неврите лицевого нерва, травматических невритах, вторичных атрофиях и парезах, развившихся в связи с длительным бездействием мышц, функциональных параличах). С целью усиления функции гладкой мускулатуры электростимуляция показана, например, при атонии желудка, кишечника, мочевого пузыря.

Импульсный ток — электрический ток, поступающий в цепь пациента в виде отдельных «толчков» — импульсов различной формы, частоты и длительности. Согласно А.Н. Обросову впервые такой ток, полученный с применением индукционной катушки с прерывателем питающего тока, был использован с лечебной целью русским врачом И. Кабатом в 1848 г. Этот ток, представляющий собой неравнозначные импульсы отрицательного и положительного направления, до недавнего прошлого использовался в методе фарадизации (см.). Позднее, в XX в., были введены в медицинскую практику прямоугольные импульсы постоянного тока (С. Ледюк), тетанизирующие и экспоненциальные (Н.М. Ливенцев), диадинамические (П. Бернар), интерференционные (Г. Немек), синусоидальные модулированные (В.Г. Ясногородский), флюктуирующие (Л.Р. Рубин) токи.
Основными физическими характеристиками импульсных токов являются следующие: форма, частота повторения импульсов, длительность каждого импульса и паузы, скважность, сила тока, частота и глубина модуляции. Кроме того импульсные токи делятся на выпрямленные и переменного направления.
В лечебной практике используются четыре основные формы импульсных токов.
1. Ток с импульсами прямоугольной формы (ток Ледюка). Длительность импульсов может колебаться от 0,1 до 4,0 м/с, а частота от 1 до 160 Гц. Применяют в методиках электросна, электроанальгезии и электростимуляции (в т.ч. и транскраниальной).
2. Ток с импульсами остроконечной (треугольной) формы. Раньше был известен под названием фарадического, а теперь, используемый при частоте 100 Гц и с длительностью импульсов 1-1,5 м/с, называют тетанизирующим. Применяют в электродиагностике и электростимуляции.
3. Ток с импульсами экспоненциальной формы (ток Лапика). Характеризуется пологим подъемом и спуском, имеет частоту от 8 до 80 Гц, длительность импульса — от 1,6 до 60 м/с. Используется в электродиагностике и электростимуляции.
4. Ток с импульсами синусоидальной или полусинусоидальной формы. Он характеризуется изменением амплитуды по закону синуса (по синусоиде). Токи этой формы могут быть как выпрямленными, так и переменными с различными физическими параметрами. Представителем выпрямленных синусоидальных токов являются диадинамические токи, называемые еще токами Бернара. К числу переменных токов синусоидальной формы относятся синусоидальные модулированные токи, интерференционные токи и флюктуирующие токи.
Частота импульсного тока указывает на число повторений импульсов в 1 с и измеряется в герцах (Гц). В зависимости от частоты импульсные токи делятся на токи низкой (1-1000 Гц), звуковой, или средней (1000-10000 Гц), и высокой (более 10000 Гц) частоты. С частотой тесно связан период (Т) импульсного тока. Он является величиной, обратной частоте (f): Т = 1: f. Измеряется в секундах или миллисекундах.
Длительность импульса (t) — время, в течение которого на пациента подается ток, а длительность паузы (t0) — время, в течение которого ток в цепи пациента отсутствует. Они измеряются в секундах или миллисекундах и в сумме составляют период (Т = t0 + t). Отношение периода к длительности импульса называют скважностью (S). S = Т: t.
При использовании импульсных токов учитывают среднее (Iср.) и амплитудное (Iм) значение тока, соотношение между которыми зависит от скважности:
I с р = Iм: S;
Iм = I c p . · S.
Импульсные токи с лечебными целями используются модулированными и не модулированными. Различают модуляцию по частоте и глубине. Модуляция по частоте характеризует чередование серий импульсов с паузой, а частота модуляции указывает на число серий (пачек) импульсов в 1 мин. Глубина модуляции характеризует степень изменения импульсов по амплитуде и измеряется в % от 0 (немодулированный ток) до 100 (полная модуляция).
Физиологическое действие каждого из импульсных токов на организм имеет свои особенности, зависящие от их физических параметров. Большинство из них оказывают выраженное влияние на нервно-мышечную систему. Помимо различного по интенсивности раздражающего действия на нервно-мышечный аппарат импульсные токи могут оказывать выраженное антиспастическое, болеутоляющее, ганглиоблокирующее и сосудорасширяющее действие, способствовать повышению трофической функции вегетативной нервной системы. Воздействия импульсными токами применяют для: нормализации функционального состояния ЦНС и ее регулирующего влияния на различные системы организма; получения болеутоляющего эффекта при воздействии на периферическую нервную систему; стимуляции двигательных нервов, мышц и внутренних органов; усиления кровообращения, трофики тканей, достижения противовоспалительного эффекта и нормализации функций различных органов и систем.