Практикум по электрофизиологии. Учебное пособие

УДК 615.83/84.03

Амирова, С.С.

Практикум по электрофизиологии: учебное пособие/ С.С. Амирова [и др.]. – Казань: Изд-во Казанского государст- венного технологического университета, ISBN. 2008.- 82 с.

В краткой и доступной форме изложены физические ос- новы и механизм действия постоянного тока. Приведен цикл ла- бораторных работ по электрофизиологии.

Предназначено для студентов технических вузов, обу- чающихся по специальности 200402 «Инженерное дело в меди- ко-биологической практике».

Подготовлено на кафедре Электротехники и Электро- привода НХТИ КГТУ.

Печатается по решению редакционно-издательского со- вета Казанского государственного технологического универси- тета.

Рецензент: доктор мед. наук Ю.М. Ишенин, Е.А. Дубровина

© С.С. Амирова, А.В. Потапов, Н.Н. Пахмурина, Н.И. Чекнов, 2008

© Казанский государственный технологический университет, 2008

2

ВВЕДЕНИЕ

Отечественная медицина переживает сложный период, обусловленный затянувшимся переходом к рыночной эконо- мике и новыми подходами к медицинскому обслуживанию граждан. Он определил не всегда достаточный обязательный минимум медицинских услуг, что в сочетании с удорожанием квалифицированной медицинской помощи и лекарственных средств делает цену лечения амбулаторных и стационарных больных непомерно высокой, поэтому лечение больных неме- дикоментозными средствами, среди которых ведущее место занимают естественные и искусственные физические лечебные средства, за последнее десятилетие получила большое распро- странение.

Электрофизиология – экспериментальная наука, и ее изучение в высшем учебном заведении должно обязательно сопровождаться выполнением студентами лабораторных ра- бот, в ходе которых они получают непосредственное подтвер- ждение теоретическим положениям, излагаемым в лекциях, приобретают навыки в постановке и проведении различных экспериментов, в «работе руками».

Техническое оснащение электрофизиологического практикума с каждым годом совершенствуется. Благодаря об- щему развитию науки медицинская промышленность выпуска- ет новые приборы, расширяющие возможности исследования функций организма. В связи с этим периодически возникает необходимость в обновлении, а иногда и в коренной перера- ботке имеющихся практических руководств по электрофизио- логии.

Выполнение рекомендуемых лабораторных работ в со- четании с лекционным курсом должно, как нам кажется, обес- печить компетентностную подготовку студентов по специаль- ности 200402 «Инженерное дело в медико-биологической практике».

Пример оформления лабораторных работ приведен в приложении 1.

3

Р А З Д Е Л П Е Р В Ы Й

Электротерапия постоянным током

К электротерапии постоянным током относятся гальвани- зация, лекарственный электрофорез, лечебные методики гальва- низации и лекарственного электрофореза. В данном пособии бу- дет рассматриваться две первые электротерапии гальванизация и

лекарственный электрофорез.

Гальванизация – метод лечебного применения непре- рывного, постоянного по направлению и величине электриче- ского тока низкого напряжения (до 60 В) и небольшой силы (до

50 мА).

Под действием приложенного к тканям организма внеш- него электромагнитного поля в них возникает электрический ток проводимости, представляющий собой направленное движение заряженных частиц (электрических зарядов). При этом положи- тельно заряженные частицы (катионы) движутся в направлении отрицательного полюса – катода, а отрицательно заряженные частицы (анионы) движутся в направлении положительно заря- женного полюса – анода .

Подойдя к полюсу (металлической пластине), ионы теря- ют заряд, их наружная электронная оболочка восстанавливается, и они превращаются в химически активные атомы. При взаимо- действии с водой эти атомы образуют продукты электролиза. Соответственно, под анодом образуется кислота (HCl, H2CO3 и др.), а под катодом – основание (NaOH, KOH и др.). Продукты электролиза могут вызвать химический ожог тканей. Для его предотвращения между металлическими пластинками и тканями тела помещают смоченные водой гидрофильные прокладки.

Под действием электрического тока изменяется прони- цаемость мембран возбудимых тканей и увеличивается пассив- ный транспорт через них крупных белковых молекул (амфоли-

4

тов) и других веществ (явление электродиффузии). Под действи- ем электрического поля в тканях возникает разнонаправленное движение молекул свободной и захваченной воды примембран- ного слоя относительно клеток. В результате этого содержание воды под катодом увеличивается, а под анодом уменьшается (электроосмос).

Возникающие в тканях при прохождении постоянного тока физико-химические процессы тесно связаны с их различной электропроводностью.

Наибольшей электропроводностью обладают жидкие среды организма (межтканевая жидкость, кровь, лимфа, спин- номозговая жидкость, моча), а также мышцы и ткани паренхи- матозных органов. Наименьшую электропроводность имеют ко- стная, жировая, нервная ткани, особенно сухая кожа, грубово- локнистая соединительная ткань, эмаль зуба. Электропровод- ность кожи зависит от ее толщины, состояния поверхностного слоя, количества потовых и сальных желез на единицу площади и других факторов. Грубая сухая кожа является плохим провод- ником тока. Наоборот, тонкая влажная кожа, а также кожа с на- рушенной целостью эпидермиса, достаточно хорошо проводят ток.

В связи с низкой электропроводностью кожи, постоянный ток проходит в подлежащие ткани в основном по выводным протокам потовых и сальных желез волосяных фолликулов и, в меньшей степени,— через межклеточные пространства эпи- дермиса и дермы. Максимальная плотность тока наблюдается в электропроводящих средах и тканях — межклеточных про- странствах, лимфатических и кровеносных сосудах, мышцах и т. п. При некоторых специальных методиках гальванизации посто- янный ток проходит через слизистые оболочки или через по- верхность ран.

Электропроводность тканей не является величиной по- стоянной, она повышается при нарушениях водно-

5

электролитного равновесия вследствие воспалительного отека и гиперемии. Электропроводность тканей зависит также от функ- ционального

состояния нервной (особенно вегетативной), эндокринной и других систем организма.

Электрофоретическая подвижность ионов различна, что обусловливает изменение их соотношения в клетках и в межкле- точных пространствах при прохождении тока. По обеим сторо- нам клеточных мембран, базальных мембран и фасций скапли- ваются ионы противоположного знака. При этом изменяется по- ляризация возбудимых тканей. Таким образом, постоянный ток вызывает в тканях организма электролиз, поляризацию, электро- диффузию и электроосмос.

После однократной процедуры и главным образом в про- цессе курсового лечения постоянным током в коже повышается содержание биологически активных веществ (брадикинин, кал- ликреин, простагландины) и вазоактивных медиаторов (ацетил- холин, гистамин), играющих важную роль в возникновении ги- перемии, более выраженной в области катода. В развитии гипе- ремии играет также роль непосредственное раздражение посто- янным током стенок сосудов и заложенных в них нервных окон- чаний. Расширение капилляров и повышение проницаемости их стенок наблюдается не только в месте контакта электродов с кожей, но и в глубоко расположенных тканях, через которые проходит электрический ток. При этом повышается резорбцион- ная способность тканей, стимулируются обменно-трофические процессы, повышается функция ряда желез. В клинической практике используют ряд эффектов действия постоянного тока:

-повышение (катодизация) или понижение (анодизация) возбудимости тканей;

-ускорение регенерации периферических нервов, костной

исоединительной тканей, эпителизация долго незаживающих ран и язв;

6

- усиление функции слюнных желез, щитовидной железы, железистого аппарата желудка и кишечника.

В зависимости от методики гальванизации у больного возникают местные, сегментарные или генерализованные реак- ции. А.Е.Щербак (1934) разработал, научно обосновал и ввел в

практику физиотерапии рефлекторно-сегментарные методики воздействия постоянным током на шейную и поясничную реф- лексогенную зоны. Воздействие на зону, получающую чувстви- тельную иннервацию от 4 шейного и двух верхних грудных сег- ментов («воротниковая зона»), приводит к улучшению кровооб- ращения и трофических процессов в головном мозге и его обо- лочках, в органах, расположенных в области лица и головы, а также в области верхних конечностей. При этом стимулируется регулирующая функция шейного вегетативного аппарата и веге- тативных центров головного мозга.

Воздействие постоянным током на поясничную область и переднюю поверхность бедер в верхней трети («трусиковая» об- ласть) оказывает рефлекторное воздействие на трофику органов малого таза и нижних конечностей через пояснично-крестцовый вегетативный аппарат.

Общее воздействие постоянным током по методике С.Б.Вермеля вызывает ряд общих реакций организма (урежение сокращений сердца, снижение артериального давления при ги- пертензии, повышение процессов обмена и другие реакции [1].

7

Лабораторные работы 1, 2

АППАРАТ ДЛЯ ТЕРАПИИ ГАЛЬВАНИЗАЦИЕЙ «ПОТОК-1»

Цель работы:

1.Изучить устройства, принцип работы аппарата «Поток-1», методику и технику проведения гальвани- зации, меры безопасности, возможные неисправности и их устранение.

2.Экспериментально определить гипотензионный ал- горитм дозировки процедур гальванизации.

Устройство и принцип работы аппарата «Поток-1»

Аппарат «Поток-1» состоит из выпрямителя переменного тока сети, снабженный фильтром для сглаживания пульсаций, выходным регулировочным потенциометром и измерительным прибором.

Аппарат выполнен по II классу типа BF защиты от пора- жения электрическим током (не требуется заземление), в на-

8

ет совмещенным точкам на панели и ручке; выходные клеммы 6 «+» (красного или оранжевого цвета) и «—» ( черного цвета). Аппарат подключается к сети с помощью кабеля с штепсельной вилкой 7. В аппарате имеется блокирующее устройство, исклю- чающее появление тока в цепи пациента при включении аппара- та и переключении режима работы, если ручка регулятора вели- чины тока пациента установлена не в крайнее левое (нулевое) положение. На дне аппарата в специальном гнезде установлена головка держателя предохранителя.

Принципиальная электрическая схема аппарата представ- лена на рис. 2.

Рис. 2

Выпрямитель собран по двухполупериодной схеме. Со- противления R1 и R2 и конденсаторы С1...С4 образуют сглажи- вающий фильтр. Проволочный резистор R3 выполняет роль ре- гулятора величины тока, а резистор R4 представляет собой шунт для изменения диапазона величины измеряемого тока в преде-

лах 0...5 или 0...50 мА Одним из недостатков такого прибора являются большие

габариты питающего трансформатора (Т).

Промышленностью выпускаются несколько типов аппа- ратов для гальванизации и электрофореза. Наиболее часто при- меняются аппараты типа "Поток-1", ГР-2, ГК-2, "Нион".

9

Аппарат ГР-2 предназначен для гальванизации полости рта, выполнен по II классу безопасности. Максимальная выход- ная сила тока 5 мА.

Аппарат ГК-2 предназначен для гальванизации конечно-

стей и

рассчитан па проведение процедур в четырехкамерных ваннах. Конструктивно он состоит из аппарата "Поток-1", ком- мутирующей приставки к нему, двух ручных и ножных ванн, винтового стула и подставки под весь комплекс. Каждая ванна имеет две отделенных перегородки с отверстиями, прилива, в которые помещены графитовые электроды, соединяющиеся с помощью раздвоенных проводов с гнездами коммутирующей приставки.

Аппарат "Нион" отличается от аппарата "Поток-1" нали- чием таймера.

Методика и техника проведения гальванизации

1.Проверить положение стрелки миллиамперметра при не включенной в розетку питающей электросети вилке аппарата. Если она не стоит на нуле, то с помощью корректора (винт на корпусе миллиамперметра) ее необходимо поставить в нулевое положение.

2.Кнопку 1, включения (рис.1). поставить в положение отключено (отжать).

3.Ручку регулятора величины тока в цепи пациента 5 установить в крайнее левое (нулевое) положение.

4.Кнопку включения диапазонов 4 поставить в необхо- димое положение (при назначенной врачом силе тока до 5 мА —

вположение «5», а при силе тока более 5 мА — в положение

«50»).

5. Гидрофильные прокладки необходимых размеров и формы смочить теплой водопроводной водой, умеренно от- жать, поместить на соответствующие участки тела; вставить в

10