Апарати електросну

Білоруський державний університет ІНФФОРМАТІКІ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Кафедра ЕТТ

РЕФЕРАТ

На тему:

«Апарати електросну. Фізіологічне обгрунтування застосування електричного впливу при лікуванні больових синдромів »

МІНСЬК, 2008

Апарати електросну

Рисунок 1 - Структурна схема апарату електосон

При електросну вплив на головний мозок здійснюється через електроди, накладені на закриті очі і сосцевидні відростки скроневих кісток, імпульсним струмом прямокутної форми при тривалості імпульсів порядку Про ,2-0, 5 мс і частоті повторення, регульованою в межах від 1-5 до 80 - 100 імп / с. Частота імпульсів підбирається для кожного хворого індивідуально, а струм встановлюється таким, щоб відчуття від його проходження (постукування, вібрація або легкий тиск у глибині очниці) не досягало беспокоящей хворого інтенсивності.

На рис. 1 представлена ​​структурна схема апарату. Генератор імпульсів є мультивибратор. З виходу мультивібратора прямокутні імпульси після диференціювання надходять на вхід обмежувача - формувача. За допомогою цього каскаду з негативних піків, що знімаються з виходу диференціюючого ланцюжка, створюються практично прямокутні імпульси тривалістю 0,5 мс. Прямокутні імпульси посилюються вихідним підсилювачем. З навантаження вихідного підсилювача-на імпульсна напруга через розділовий конденсатор подається на вихідну гніздо «Пацієнт». У ланцюг вихідного струму включений резистор. Падіння напруги на цьому резисторі, пропорційне амплітуді імпульсів струму, подається в блок вимірювача. Вимірювач представляє собою піковий детектор, напруга якого модулює по амплітуді коливання автогенератора. Після посилення високочастотні коливання детектируются, і постійна складова, пропорційна амплітуді імпульсів у ланцюзі пацієнта, вимірюється миллиамперметром. Крім генератора імпульсного напруги, апарат має регульований джерело постійного струму для створення у вихідному ланцюзі додаткової постійної складової, що підсилює в ряді випадків ефективність імпульсного струму. Постійна напруга створюється за допомогою мостового випрямляча з фільтровим конденсаторами.

Структурна побудова апаратури периферичної електроанальгезії має забезпечувати формування адекватного впливає струму, а також відповідати вимогам щодо реалізації необхідних режимів стимуляції. Це завдання вирішується шляхом схемотехнічного проектування окремих каскадів електростимуляторів за заданими електричними параметрами впливу. У той же час при розробці апаратури периферичної електроанальгезії необхідно врахувати загальні вимоги, які пред'являються до апаратури для медичного застосування. Крім того, конкретна область використання електроанальгезії в медицині, умови функціонування апаратури обумовлюють певні особливості її конструктивних і експлуатаційних характеристик. Тому розробку технічних засобів для електроанальгезія необхідно проводити на основі медико-технічних вимог, що базуються на результатах, отриманих при аналізі БТС ЕА, а також враховують медичні аспекти використання апаратури.

Розглянемо основні медико-технічні вимоги до апаратури для периферійної електроанальгезії, що включають конструктивні та експлуатаційні вимоги. Аналіз галузі використання коштів периферичної електроанальгезії показує, що сфера застосування різних варіантів конструкцій апаратури досить широка. Поширеність больових синдромів різної етіології, різна ступінь вираженості болю, неоднакова тривалість лікування, а також відмінність умов використання апаратури (стаціонар, поліклініка, швидка медична допомога, лікування вдома) роблять недоцільною розробку універсальних багатоцільових електростимуляторів. Лікування гострих болів післяопераційний, посттравматичного, нейрогенного характеру, знеболення в пологах вимагає охоплення стимуляцією великих зон, пов'язаних з вогнищами болю. У цих випадках доцільне використання апаратів, які забезпечують досить великий струм стимулу і дозволяють застосовувати електроди значній площі. Даний тип електростимуляторів призначений для використання в спеціалізованих палатах лікувальних установ, де важливе значення має здатність апаратури працювати безперервно протягом тривалого часу. Це обумовлює доцільність виконання апаратури у вигляді стаціонарних конструкцій з живленням від мережі змінного струму.

Знеболювання після травми, зняття гострих і хронічних болів нейрогенного, артрогенні та іншого характеру передбачає використання електростимуляторів, в першу чергу, в умовах поліклініки та травмпунктів, а також при наданні швидкої медичної допомоги або при лікуванні вдома. У даному випадку необхідні конструкції електростимуляторів, мають малі габарити, масу і здатних функціонувати при живленні від батарей або акумуляторів. Використання периферичної електроанальгезії як компонент загальної анестезії при хірургічних втручаннях, при лікуванні важких больових синдромів вимагає проведення тривалих сеансів впливу в умовах, при яких підбір параметрів стимулу за звичайними показаннями утруднений через обмеженість або неможливість контакту з хворим. Для цих випадків необхідна розробка апаратури з автоматичною біорегуліровкой параметрів впливу по одному із запропонованих алгоритмів функціонування БТС ЕА. Це технічно істотно ускладнює електростимулятор, однак клінічні можливості його застосування стають ширшими. Таким чином, реалізація БТС ЕА в різних клінічних умовах потребує розробки апаратури різного функціонального призначення, містить такі типи конструкцій електростимуляторів:

• стаціонарну з живленням від мережі змінного струму для використання в палатах лікувальних установ різного профілю;

• портативну з живленням від змінних батарей для лікування в умовах установ швидкої медичної допомоги та вдома за призначенням лікаря.

Загальна електроанестезія представляє собою вплив електричним струмом на центральну нервову систему з метою формування наркотичного стану, достатнього для проведення хірургічних втручань. Достоїнствами методу, що привертають увагу дослідників, є відсутність токсичної дії на організм, миттєве досягнення аналгезії, швидкий вихід зі стану електронаркоза, можливість точного дозування. Поряд з прямокутними імпульсами тривалістю в сотні мікросекунд і при частоті струму порядку сотень герц, використовуються інтерференційні струми звукової частоти з розладом порядку сотень герц, що подаються через дві пари електродів. Останнім часом високу ефективність показав метод загальної електроанестезіі, розроблений в Інституті хірургії імені А. В. Вишневського. За цим методом для стимуляції використовується імпульсний струм у вигляді серій імпульсів високої частоти з періодично перемикається тривалістю, що дозволяє отримати стабільну анестезію протягом багатогодинних операцій.

Фізіологічне обгрунтування застосування електричного впливу при лікуванні больових синдромів

Лікування хронічних больових синдрому як і раніше залишається одним з найважливіших завдань і найскладнішою проблемою медицини. Біль являє собою багатоплановий феномен, який, сигналізуючи про небезпеку пошкодження, виконує в організмі інформаційні та захисні функції, разом з тим хронічний біль виснажуючи сили організму, знижуючи опірність, сприяючи розвитку ускладнень, стає механізмом патогенезу і основою для виникнення різних патологічних порушень. Хронічні больові синдроми є однією з найбільш частих причин непрацездатності людини. Захисна функція болю може бути найбільш повно проаналізована з позицій теорії функціональних систем П. К. Анохіна, згідно з якою будь-яка функціональна система має однотипну структуру, ядром якої є системоутворюючий фактор - корисний пристосувальний результат. При відхиленні життєво важливої ​​функції від необхідного рівня включається спеціальний рецепторний апарат, широко представлений в організмі. Рецептори є першою ланкою формування так званої зворотної аферентації - фізіологічної зворотного зв'язку, що грає сигнальну роль у регуляції функцій і в отриманні інформації про результати дій, скоєних функціональною системою. Зворотній афферентація є основою, яка визначає цілеспрямовану діяльність кожної функціональної системи.

Для утримання корисного результату на заданому рівні кожна функціональна система має різні виконавчі механізм які реалізуються за допомогою поведінкової, вегетативної, гуморальної регуляції. Ефекторних апарат функціональних систем є, певною мірою, універсальним, оскільки одні і ті виконавчі механізми можуть бути включені для виконання різних функцій організму. Системоутворюючий фактор кожної функціональної системи обумовлений певною біологічною потребою організму. Якщо вважати біль своєрідною негативною потребою організму, то можна вести мову, принаймні двох пристосувальних результати, які можуть бути покладений в основу побудови концепції функціональної системи за участю болю: цілісність покривних оболонок організму, тобто захист від пошкоджуючих впливів з боку зовнішнього середовища, і необхідний рівень окислювальних процесів в тканинах організму тобто захист впливу речовин, які порушують хімічні тканинні процеси, що підтримують нормальну життєдіяльність. Сформований на такій основі функціональна система з системоутворюючим фактором - болем показана на рис. 2. Під дією больовий імпульсації, що виникає в рецепторному апараті і передається по каналах зворотного афферентации, в організмі виникає ряд специфічних і неспецифічних реакцій, спрямованих на усунення причини виникнення болю та відновлення гомеостазу.

Дані реакції можна розділити на кілька характерних груп:

• рухові реакції, пов'язані з рефлекторної м'язової активністю, наприклад, реакції «отдергивания»;

• емоційно-поведінкові та соціально-поведінкові, що обумовлюють процес лікування;

• вегетативні, викликають, наприклад, розширення судин, посилення діяльності серцево-судинної і дихальної систем;

• гематологічні, пов'язані з прискоренням згортання крові, лейкоцитозом;

• гуморальні, зумовлені підвищенням активності гормонів;

• метаболічні, що викликають зміни обміну речовин.

Таким чином, дана функціональна система, що охоплює практично всі основні фізіологічні процеси, цілеспрямовано захищає організм як від наслідків больового подразнення, так і від можливих його повторень. Оцінка зазначених реакцій організму на біль дозволяє знайти фізіологічні кореляти больового подразнення, які мають інформаційну значимість при дослідженні болю і методів знеболення.

Подразники, що викликають відчуття болю, можуть бути різними за своєю природою: механічними, хімічними, електричними, термічними. Крім того, у людини біль може викликатися емоційними і психічними факторами. Больові відчуття в нормальних фізіологічних умовах формується в результаті подразнення складної афферентной системи, що включає рецепторний апарат, аферентні волокна, передають ноцицептивную інформацію, спинальні зони перемикання, висхідні шляхи в структури ЦНС.

В даний час існує декілька теорій рецепції і сприйняття болю. Найбільш традиційними є теорії специфічності Фрея та теорії неспецифічного патерну Гольдшейдера, запропоновані в кінці минулого столетія.Вторая теорія надає основне значення при формуванні болю просторово-часовому співвідношенню аферентних сигналів у нервових провідниках різного типу. Жодна з цих теорій до теперішнього часу не відкинута, більше того, вони продовжують підкріплюватися відповідними експериментальними і клінічними даними, а тому мають право на існування.

До рецепторів болю - ноцицепторами - відносять Низкопороговое і високопорогова соматичні рецептори і термінали, передають імпульсацію по А-дельта і С-волокнам (за класифікацією Гассера), які за механізмом реагування можна розділити на механорецептори і хеморецептори. Обробка ноцицептивних сигналів на рівні спинного мозку вивчалася в роботах Р. Мелзака і П. Уолла, що з'явилися по суті справи спробою створити теорію болю, в якій, з одного боку, враховувалася фізіологічна спеціалізація, а з іншого - здійснювався аналіз різних за інтенсивністю імпульсних потоків. Теорія «ворітної контролю» болю Р. Мелзака і П. Уолла припускає, що нейронний механізм задніх рогів спинного мозку (спинальні зони перемикання) здійснює модуляцію потоку імпульсації, що йде від периферичних волокон у ЦНС. Ступінь зменшення або збільшення передачі імпульсації визначається співвідношенням активності волокон, несучих ноцицептивную і сенсорну імпульсацію, а також впливом гальмівний низхідній системи з вищих структур мозку. Згідно з моделлю «ворітної контролю» болю, аферентні волокна проводять імпульсацію в желатинозную субстанцію і в передавальні Т-клітини. Модулюючий вплив, який чиниться з боку желатінозной субстанції на передачу імпульсації через Т-клітини, посилюється при порушенні товстих волокон і зменшується при порушенні тонких. Однак «воротная» теорія болю не змогла повною мірою пояснити явищ, що виникають при розвитку больових синдромів та їх лікуванні. Недолік теорії на думку ряду авторів полягає в тому, що в ній гальмування проведення больовий імпульсації пояснюється, головним чином, пресинаптичними механізмами на спинальном рівні, а центральному впливу відводиться другорядна роль.

Відкриття в середині 70-х років ендогенної системи контролю больової чутливості, а також виділення ендогенних речовин, що виконують функції нейромодулятора больовий імпульсації - опіоїдних пептидів (ендорфінів і енкефалінів), дозволили розкрити більш тонкі механізми формування больової чутливості у людини. У різних органах і тканинах, у першу чергу в ЦНС, в структурах спинного мозку, в кишечнику, печінки, передсердях і ін були виявлені так звані опіатні рецептори, з якими взаємодіють ендорфіни і енкефаліни.

1 +

+

4 березня

Рисунок 3 - Модель «ворітної» контролю болю: 1 - волокна великого діаметру, 2 - волокна малого діаметра, 3 - желатінозной субстанція, 4 - Т-клітини, 5 - система центрального контролю, б - система дії

У світлі сучасних уявлень формування больового відчуття у людини відбувається в результаті взаємодії двох антагоністично функціонуючих систем організму - ноцицептивної і антиноцицептивной. Ноцицептивная система (НС) сходить від ноцицепторов до глибоких структур мозку. НС містить у своєму складі нейрохімічних апарат генерації специфічних і неспецифічних медіаторів больовий передачі - нейротрансмітерів (НТ), який, розташовуючись по ходу шляхів, які проводять ноціцепцію, переважно зосереджується в перемикаючих структурах. Типовими НТ є: ацетилхолін, норадреналін, серотин. У тих же зонах представлені рецептори антиноцицептивной системи (АНС), що гальмує передачу больовий імпульсації за рахунок генерації нейромодулятора (НМ) (рис. 4).

Рисунок 4 - Схема формування больового відчуття

Експериментальні та клінічні роботи останніх років показали, що больові відчуття у людини обумовлені зміною динамічного співвідношення між рівнями НМ та НТ. АНС і НС у процесі продукції НМ і НТ виявляються взаємопов'язаними оскільки активація однієї з систем призводить не тільки до посилення її функціонування, але і викликає гальмування іншої системи.

При дії ноцицептивного подразника відбувається гальмування структур АНС. Активація НС у рамках даних уявлень може відбутися без впливів, що загрожують ушкодженням, наприклад, внаслідок пригнічення активності АНС. Так, введення блокаторів НМ веде до розвитку гипералгезией, тобто до зменшення больового порогу і виникнення спонтанних больових відчуттів. Активація АНС, що викликає спрацьовування ендогенних механізмів антіноціцепціі і яка веде до зниження больової чутливості, відбувається при різних видах впливу на організм. Цими механізмами можуть бути пояснені анальгетические феномени, що виникають при акупунктурі, вібраційної та звукової стимуляції, при черезшкірної електронейростімуляціі і стимуляції спинномозкових провідних шляхів.

Все вищесказане дозволяє стверджувати, що у відповідь на болюче подразнення в організмі виникає системна реакція, спрямована на усунення подразнення і що характеризується порушенням основних фізіологічних систем. Передача больового подразнення від ноцицепторов до структур ЦНС, відповідальним за сприйняття болю, відбувається під контролем двох ендогенних систем організму - НС і АНС, взаємопов'язаних при своєму функціонуванні. Модуляція аферентних потоків больовий імпульсації можлива шляхом впливу на активність цих систем. Порушення сенсорних структур, пов'язаних з областю больового подразнення, що виникає при протибольовий електронейростімуляціі, активує АНС і викликає відповідне зміна рівнів НМ і НТ, що приводить до підвищення больового порогу. Дані механізми можуть бути використані для пояснення процесів регуляції болю при електронейростімуляціі сенсорних структур у ході периферичної електроанальгезії.

ЛІТЕРАТУРА