Электронные стимуляторы.Низкочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура

Будем, ради краткости, называть физиотерапевтическую элек­тронную аппаратуру низкой и звуковой частоты низкочастот­ной. Электронную аппаратуру всех других частот — обобщающим понятием высокочастотная.

Медицинские аппараты — генераторы гармонических и им­пульсных низкочастотных электромагнитных колебаний — объеди­няют две большие группы устройств, которые трудно четко разгра­ничить: электронные стимуляторы (электростимуляторы) и аппараты физиотерапии. При небольших частотах наиболее су­щественно специфическое, а не тепловое, действие тока. Поэтому лечение током имеет характер стимулирования какого-либо эффек­та раздражением токами. Это обстоятельство, вероятно, и влечет смешение понятий «лечебный аппарат» и «электростимулятор».

Хотя электрическое раздражение мышцы было обнаружено еще в XVIII в., широкое использование электростимуляторов началось лишь в последние десятилетия. В настоящее время имеется много разных электростимуляторов. Но и сейчас важной медицинской и физиологической проблемой остается точное задание выходных параметров электрического сигнала разработчикам электростимуляторов: форма импульса, его длительность, частота импульсного то­ка и скважность следования импульсов (см. гл. 14 и 15).

Электростимуляторы могут быть подразделены на стационар­ные, носимые и имплантируемые (вживляемые). Для полностью имплантируемых электростимуляторов, например кардиостимуля­торов, достаточно серьезной проблемой являются источники питания, которые должны длительно и экономно функционировать. Эта проблема решается как созданием соответствующих источников, гак и разработкой экономичных генераторов. Так, например, желательно иметь генераторы, которые практически не потребляли бы энергию в паузе между импульсами.

В качестве примера стационарного стимулятора широкого назначения можно указать универсальный электроимпульсатор (рис. 18.9). Он представляет собой генератор импульсного тока прямоугольной и экспоненциальной формы. Параметры импульсов и их частота могут регулироваться в широких пределах, так, например, длительность прямоугольных импульсов способна из­меняться дискретно от 0,01 до 300 мс. Аппарат позволяет изме­рять амплитуду импульса тока в цепи пациента. На экране электронно-лучевой трубки (левая сторона лицевой панели) можно на­блюдать форму импульсов на выходе аппарата.

Примером своеобразного стимулятора являются дефибрилля­торы — аппараты, представляющие собой генераторы мощных высоковольтных электрических импульсов, предназначаемые цля лечения тяжелых нарушений ритма сердца. Дефибриллятор включает накопитель энергии (конденсатор), устройство заряда конденсатора и разрядную цепь. На рис. 18.10 показан внешний вид импульсного дефибриллятора.

Носимым и частично имплантируемым кардиостимулятором является имплантируемый радиочастотный электрокардиостимулятор (рис. 18.11). Имплантируемая его часть (приемник) показана в центре ри­сунка, ее масса 22 г, толщина 8,5 мм. Приемник воспринимает радиосигналы от внешнего передатчика (на рисунке сле­ва). Эти сигналы воспринимаются внутри тела больного имплантируемой частью и в виде импульсов через электроды пода­ются на сердце. В правой части рисунка показан блок питания, который, как и передатчик, носится больным снаружи.

К особой разновидности электростимуляторов можно отнести такие, которые способны в закодированной форме передавать ин­формацию, обычно воспринимаемую органами чувств. Подобным стимулятором является кохлеарный протез, преобразующий зву­ковую информацию в электрический сигнал, т. е., по существу, заменяющий улитку внутреннего уха (см. § 6.5). Носимый кохле­арный протез показан на рис. 6.12.

К техническим устройствам электростимуляции относятся также электроды для подведения электрического сигнала к биологической системе. Во многих случаях электростимулирование осуществляется пластинчатыми электродами, которые накладываются на тело чело­века подобно электродам для электрокардиографии (см. § 17.2). Для вживляемых электродов проблемы более серьезные, в том числе и проблема выбора материала, устойчивого к коррозии при прохожде­нии тока в условиях агрессивной биологической среды.

Примером физиотерапевтического аппарата для электротера­пии синусоидальными модулированными токами является «Амплипульс-4» (рис. 18.12, а). В нем частота несущих синусоидаль­ных колебаний равна 5 кГц, частота модулирующих синусоидаль­ных колебаний может плавно регулироваться в пределах 10—150 Гц. Некоторые возможные формы токов, созданные этим генерато­ром, показаны на рис. 18.12, б; соотношение между частотами не­сущих и модулирующих колебаний на рисунке не выдержано.