«Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” ё Лабораторная работа №1 1 Тема: Физическая сущность аппарата гальванизации и электрофореза. 2 План: I. Теоретические основы постоянного тока II. Физическая сущность гальванизации и электрофореза. III. Ознакомление техникой безопасности работы с аппаратами гальванизации и электрофореза. IV. Лабораторная работа определения гальванического тока 3 Лабораторные работы: 1.Изучение аппарата для гальванизации. Устройство и технические данные, назначение и характеристики, механизм действия, показания и противопоказания к назначению. 1. 2. Изучение теоретических основ и принципа действия электрофореза. 4 Контрольные вопросы: 1. Какой ток применяется в методиках гальванизации и лечебного электрофореза? 2.Какие биофизические процессы происходят в тканях и клетках под влиянием постоянного тока? 3.Объясните механизм воздействия постоянного тока на организм? 4.Назовите основные методики гальванизации. 5.Объясните действие лекарственного электрофореза. 6.Какие лекарственные ионы можно вводить методом электрофореза в организм больного? 7.Изложите показания для лечебного применения гальванизации и лекарственного электрофореза. 5 Форма контроля: опрос, лабораторная работа. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna “Physical fundamentals of medical equipment Laboratory work №1 Topic: Physical essence of galvanization and electrophoresis apparatus. Plan: I. Theoretical foundations of direct current II. The physical nature of galvanization and electrophoresis. III. Acquaintance with safety measures for work with galvanization and electrophoresis devices. IV. Laboratory work determining galvanic current Laboratory works: 1. The study of the apparatus for galvanization. The device and technical data, purpose and characteristics, mechanism of action, indications and contraindications for use. 2. The study of the theoretical foundations and the principle of electrophoresis. Control question: 1. What current is used in the methods of galvanization and medical electrophoresis? 2.What biophysical processes occur in tissues and cells under the influence of direct current? 3.Explain the mechanism of action of direct current on the body. 4.What are the main methods of galvanization. 5.Explain the effect of drug electrophoresis. 6.What drug ions can be injected by electrophoresis into the patient's body? 7.State the indications for the therapeutic use of galvanization and medicinal electrophoresis. Form of control: survey, laboratory work. OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” I. “Physical fundamentals of medical equipment Теоретические основы постоянного тока 1) Электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц. Для того чтобы в проводнике существовал электрический ток, необходимы два условия: a) наличие свободных заряженных частиц, b) электрическое поле, которое создаёт их направленное движение. 2) Основные характеристики постоянного тока: 1. Сила тока I = q/∆t 2. Плотность тока j = I/S 1.Сила тока I равна заряду q протекающую через поперечное сечение проводника за интервал времени ∆t. 2. Плотность тока j равна отношению силы тока I на площадь поперечного сечения S Рис.1. 3) Ток передается в разных средах: в металлах, жидкостях, газах . Носители электрического тока: в металлах – электроны, в жидкостях – ионы, в газах – электроны и ионы. Вопрос? Почему дистиллированная вода не проводит электрический ток? (не содержит свободных зарядов). 4) Постоянный электрический ток - это электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению. Рис.2. постоянный ток – прямая линия. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment 5) Схема электрической цепи. Источник тока поддерживает электрическое поле для движения зарядов. Схема простой электрической цепи: Рис. 3. Схема эл.цепи. рис.6 Рис.4 Рис. 5 Рис.6 Вопрос? По рис. 4 и 5. создать электрическую схему? 6) Действие электрического тока: тепловое, магнитное, химическое. а) Тепловое действие - при прохождении тока по проводнику в нём выделяется теплота. (электронагревательные чайники, электроплита, утюги и пр. даже свечение в лампочках). Рис.6. б) Магнитное действие - вокруг проводника с током возникает магнитное поле, и это поле заставляет магнитную стрелку поворачиваться, проводники с токами притягиваются (отталкиваются). в) Химическое действие электрического тока проявляется в том, что при его прохождении в жидкости на электроде выделяется вещество. Если в стакан с раствором медного купороса CuSO4 поместить угольные электроды и присоединить e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment их к источнику тока, то, на электроде (на катоде «-»), образуется слой чистой меди (Сu+). CuSO4 Рис.7. 7) Электрический ток в электролитах: Это – упорядоченное движение ионов, которые образуются вследствие электролитической диссоциации молекул веществ в растворителях. ( например: CuSO4 = Cu+ + SO-4 ; NaCL = N+ + CL- ) 8) Опыты Вольты (1745-1827) Luigi Galvani (1798) - итальянский врач, анатом, физиолог и физик, один из основателей электрофизиологии и учения об электричестве, основоположник экспериментальной электрофизиологии. Первым исследовал электрические явления при мышечном сокращении. Обнаружил возникновение разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита. Alessandro Volta(1902)- итальянский физик, химик и физиолог, один из основоположников учения об электричестве. Открыл первый гальванический элемент, который стал прародителем современных батарей. Гальванический элемент состоит из двух металлических пластин, медной и цинковой, опущенных в водный раствор серной кислоты. В результате взаимодействия металлов с кислотой медная пластина + заряжается, а цинковая – отрицательно. На рис. 8- сосуд, 2- пластины , 3- раствор Рис.8. Вопрос? Рис.9. Рис.10. а) По рис. 9. Почему прибор показывает ток? б) По рис. 10. Попробуйте проделать самим этот опыт? e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna “Physical fundamentals of medical equipment OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment Translation I. Theoretical foundations of direct current 1) An electric current is an ordered movement of charged particles. In order for an electric current to exist in the conductor, two conditions are necessary: a) the presence of free charged particles, b) the electric field that creates their directional movement. 2) The main characteristics of direct current: 1. Current strength I = q / ∆t 2. Current density j = I / S 1. The current strength I is equal to the charge q flowing through the cross section of the conductor for the time interval ∆t. 2.The current density j is equal to the ratio of the current I to the cross-sectional area of the conductor S Fig. 1. 3) The current is transmitted in different environments: in metals, liquids, gases. Carriers of electric current: in metals - electrons, in liquids - ions, in gases - electrons and ions. Question? Why does distilled water not conduct an electric current? 4) A constant electric current is an electric current that does not change in magnitude and direction over time. рulsating constant randomly changing variable Fig. 2. direct current is a straight line. 5) Scheme of the electrical circuit. The current source maintains an electric field for the movement of charges. Simple electrical circuit diagram: Fig.3. A diagram of a simple electric circuit. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna Fig.4. OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment Fig. 5 Fig.6 (Fig 5: 1-battery current; 2- power button; 3,4- lamps; 5- voltmeter; 6- ammeter; 7- wires) Question? According to Fig. 4 , 5 and 6. create an electrical circuit? 6) The action of electric current: thermal, magnetic, chemical. a) Thermal action - when current flows through the conductor, heat is released in it. (electric kettles, electric stoves, irons, etc., even the glow in the bulbs). b) Magnetic action - a magnetic field appears around a conductor with current, and this field causes the magnetic needle to rotate, conductors with currents are attracted (repelled). c) The chemical effect of an electric current is manifested in the fact that when it passes through a liquid, a substance is released on the electrode. If carbon electrodes are placed in a glass with a solution of copper sulfate CuSO4 and attached to a current source, then a layer of pure copper (Cu +) is formed on the electrode (at the cathode “”). 1.Thermal action observed in conductors 2.chemical effect observed in aqueous solutions, salts, acids and alkalis 3.Magnetic observed in solid, liquid and gaseous conductors action Fig.7. Fig.6. 7) Electric current in electrolytes: This is the ordered movement of ions that are formed due to electrolytic dissociation of molecules of substances in solvents.( for example: copper sulfate = the positive ion of e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment copper + negative sulfate ion: CuSO4 = Cu+ + SO-4 ; sodium chlorine = … NaCL = N+ + CL) 8) Volta Experiments (1745-1827) Luigi Galvani (1798) - Italian doctor, anatomist, physiologist and physicist, one of the founders of electrophysiology and the doctrine of electricity, the founder of experimental electrophysiology. The first to investigate electrical phenomena during muscle contraction. I discovered the occurrence of a potential difference upon the contact of different types of metal and electrolyte. Alessandro Volta(1902)- Italian physicist, chemist and physiologist, one of the founders of the doctrine of electricity. He discovered the first galvanic cell, which became the progenitor of modern batteries. A galvanic cell consists of two metal plates, copper and zinc, dipped in an aqueous solution of sulfuric acid. As a result of the interaction of metals with acid, the copper plate + is charged, and zinc - negatively. Fig.8. Fig.9. Fig.10. In fig. 8- vessel, 2- plates, 3- solution Question? a) According to fig. 9. Why does the device show current? b) According to fig. 10. Try to do this experience yourself? e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” II. “Physical fundamentals of medical equipment Понятие гальванизации и электрофореза 1) Гальванизация – физиотерапевтический метод, при котором на тело пациента оказывается воздействие непрерывным электрическим током малой силы и напряжения. Гальванический ток проникает в органы и ткани организма человека, стимулируя возникновение сложных физико-химических процессов. 2) Сочетание гальванизации с лекарственными средствами называется электрофорезом. Гальванический ток применяется для более результативного усвоения лекарственных препаратов организмом, и делает их воздействие эффективным и мягким. Постоянный электрический ток в биологических тканях вызывает следующие физико-химические явления: электролиз, поляризацию, электродиффузию, электроосмос. 3. Дозировки тока при проведении гальванизации. В физиотерапии имеется понятие «j-плотности тока». Плотность тока j – показатель силы тока I, разделенной на площадь S электрода. J = I/S. Единицей плотности тока является мА/см2. Это сила тока в 1 мА, действующая на площадь электрода равную 1 см2. Терапевтическая плотность тока подразумевает применение небольших величин 0,010,1-0,2 мА/см2. При использовании j равной 0,5 мА/см2 могут возникнуть необратимые последствия. Терапевтический показатель плотности тока j: 1) jmin = 0,01-0,04 мА/см2 2) jav − 0,04-0,08 мА/см2. 3) jmax − 0,08 до 0,1 (0,2) мА/см2. 4. Методы гальванизации: a) Методы физиолечения: (четырехкамерная гидрогальваническая ванна). b) Сегментарный (физиопроцедура на область позвоночника). c) Местный (все разновидности терапевтических дозировок). 5. Показания и противопоказания гальванизации а) Показания: - последствия травм и заболеваний центральной и периферической нервной системы; - вегетативная дистония, - неврастения и другие невротические состояния; - заболевания органов пищеварения (хронические гастриты, колиты, холециститы, - дискинезии желчевыводящих путей, язвенная болезнь); e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment - гипер- и гипотоническая болезни, - ишемическая болезнь сердца, - атеросклероз в начальных стадиях; - хронические воспалительные процессы в различных органах и тканях; - некоторые стоматологические заболевания (пародонтоз, глоссалгия и др.); - заболевания глаз (кератиты, глаукома и др.); - хронические артриты и периартриты различного происхождения, - переломы костей, - хронический остеомиелит. б) Противопоказания: - индивидуальная непереносимость тока, - расстройства кожной чувствительности, - нарушение целостности кожных покровов в местах наложения электродов, - острые гнойные воспалительные процессы, - экзема, - новообразования или подозрения на них, - системные заболевания крови, - резко выраженный атеросклероз, - декомпенсация сердечной деятельности, - лихорадка, беременность, - кахексия. 6. Приборы для проведения гальванических процедур Task: Приборы для галванизации (информация) 7. Схема и принцип работы аппарата для гальванизации Аппарат для гальванизации состоит из полупроводникового выпрямителя, сглаживающего фильтра, потенциометра, миллиамперметра с шунтом ( рис.1). При включении аппарата в сеть переменное напряжение, подаваемое на его вход, в трансформаторе преобразуется до напряжения, необходимого для работы выпрямителя. При помощи диодов переменный ток выпрямляется, затем сглаживается фильтром и поступает на потенциометр R. C потенциометра напряжение подается на клеммы пациента. Меняя величину подаваемого напряжения, регулируют силу тока в цепи пациента. Ток измеряется миллиамперметром, параллельно которому подключается шунт (Rш), что обеспечивает достаточную чувствительность прибора при измерении токов значительной величины. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment Рис.1. Блок схема прибора для гальванизации. 1 2 4 3 5 10 6 7 8 9 11 Рис. 2. Лицевая панель аппарата «ЭЛФОР-ПРОФ». 1. Кнопка «Сеть» включения питания аппарата 2. Кнопка «Старт» для запуска процедуры. 3. Кнопка «Стоп» для прекращения процедуры. 4.Кнопки таймера для задания времени выполнения процедуры: 10, 15, 20, 25 и 30 мин. 5.Индикаторы времени выполнения процедуры: 10, 15, 20, 25 и 30 мин. 6.Гнездо «+» для подключения токоподвода с электродом положительной полярности (анод). 7. Г нездо «-» для подключения токоподвода с электродом отрицательной полярности (катод). 8.Индикаторы установленного диапазона. 9.Кнопка выбора диапазона. 10.Цифровой индикатор тока. 11.Многооборотный регулятор силы тока. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment 8. Лечебный электрофорез - это метод сочетанного одновременного воздействия с лечебной целью на организм больного постоянного электрического тока и лекарственного вещества, поступающего в организм с током через неповрежденные кожные покровы или слизистые оболочки. Параметра тока, используемые для проведения процедур, такие же, как при гальванизации. Доза лекарственного вещества не превышает его обычной разовой дозы. 9. Преимущество электрофореза: - Лекарственное вещество вводится не в молекулярной, а в ионизированной форме, что повышает его фармакологическую активность. - С помощью электрофореза в поверхностных слоях кожи и в подкожной клетчатки создается депо лекарства, которое постепенно всасывается (до 3 недель). - Лекарство вводится непосредственно в область патологического очага, создавая в нем достаточно высокую концентрацию. - При электрофорезе реже возникают отрицательные реакции и меньше выражены побочные действия. - Лекарство вводится без нарушения кожных покровов. - Фармакологическое действие лекарственного вещества дополняется комплексом воздействия постоянного эл. тока. - Лекарственное вещество может быть обратно выведено в прокладку при изменении направления тока. 10. Методика проведения процедуры: при электрофорезе лекарство вводят с того полюса, полярность которого соответствует знаку активной части лекарственного вещества. Для белковых веществ имеет значение рН растворителя. Растворы обычно готовят на дистиллированной воде с концентрацией препарата 1-5%. Для плохо растворимых в воде веществ в качестве растворителя применяют димексид, глицерин, этиловый спирт. С одного полюса должен вводиться только один лекарственный препарат. Процедуру проводят следующим образом: в лекарственном растворе смачивают 1-3 листа фильтровальной бумаги, помещают их на участок тела больного, затем кладут ионообменную мембрану, гидрофильную прокладку, смоченную водой и электрод, и все фиксируют бинтом или мешочком с песком. Длительность сеанса электрофореза 30 минут. Task: краткий обзор физико-химических явлений: электролиз, поляризация, электродиффузия, электроосмос. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment Translation II. The concept of galvanization and electrophoresis 1) Galvanization is a physiotherapeutic method in which the patient's body is exposed to a continuous electric current of low strength and voltage. Galvanic current penetrates into the organs and tissues of the human body, stimulating the emergence of complex physical and chemical processes. 2) the Combination of galvanization with drugs is called electrophoresis. Galvanic current is used for more effective assimilation of drugs by the body, and makes their impact effective and mild. Task: Direct electric current in biological tissues causes the following physical and chemical phenomena: electrolysis, polarization, electrodiffusion, electroosmosis. 3. Dosing current during galvanization. In physiotherapy, there is the concept of "j-current density." The current density j is an indicator of the current I, divided by the area S of the electrode. J = I / S. The unit of current density is mA / cm2. This is a current of 1 mA acting on an electrode area of 1 cm2. The therapeutic current density implies the use of small values of 0.01-0.1-0.2 mA / cm2. When using j equal to 0.5 mA / cm2, irreversible consequences can occur. Therapeutic indicator of current density j: 1) jmin = 0.01-0.04 mA / cm2 2) jav - 0.04-0.08 mA / cm2. 3) jmax - 0.08 to 0.1 (0.2) mA / cm2. 4. Galvanization methods: a) Methods of physiotherapy: (four-chamber hydro-galvanic bath). b) Segmental (physiotherapy on the spine). c) Local (all varieties of therapeutic dosages). 5. Indications and contraindications for galvanization a) Indications: - consequences of injuries and diseases of the central and peripheral nervous system; - vegetative dystonia, - neurasthenia and other neurotic conditions; - diseases of the digestive system (chronic gastritis, colitis, cholecystitis, - biliary dyskinesia, peptic ulcer disease); - hyper- and hypotonic diseases, - cardiac ischemia, - atherosclerosis in the initial stages; - chronic inflammatory processes in various organs and tissues; - some dental diseases (periodontal disease, glossalgia, etc.); - eye diseases (keratitis, glaucoma, etc.); - chronic arthritis and periarthritis of various origins, - bone fractures, - chronic osteomyelitis. b) Contraindications: e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment - individual intolerance to current, - disorders of skin sensitivity, - violation of the integrity of the skin at the places of application of the electrodes, - acute purulent inflammatory processes, - eczema - neoplasms or suspicions on them, - systemic blood diseases, - pronounced atherosclerosis, - decompensation of cardiac activity, - fever, pregnancy, - cachexia? 6. Instruments for galvanic procedures Task: Galvanization devices (information) 7. Scheme and principle of operation of the apparatus for galvanization The galvanizing apparatus consists of a semiconductor rectifier, smoothing filter, potentiometer, milliammeter with shunt (Fig.1). When the device is connected to the network, the alternating voltage supplied to its input in the transformer is converted to the voltage required for the rectifier. With the help of diodes, the alternating current is rectified, then smoothed by the filter and fed to the potentiometer R. C of the potentiometer, the voltage is applied to the patient terminals. Changing the value of the supplied voltage, adjust the current in the patient's circuit. The current is measured by a milliammeter, in parallel to which a shunt (Rsh) is connected, which provides sufficient sensitivity of the device when measuring currents of significant magnitude. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment Rice.1. Block diagram of the device for galvanization. 1 2 4 3 5 10 6 7 8 9 11 Rice. 2. The front panel of the device "ELFOR-PROF". 1. "Network" button to turn on the machine power 2. Start button to start the procedure. 3. Stop button to stop the procedure. 4.Timer buttons to set the procedure execution time: 10, 15, 20, 25 and 30 minutes. 5.Procedure time indicators: 10, 15, 20, 25 and 30 min. 6.Socket " + " for connection of current supply with positive polarity electrode (anode.) 7. G nezdo " - " to connect the current supply with a negative polarity electrode (cathode.) 8.Set range indicators. 9.Range selection button. 10.Digital current indicator. 11.Multi-turn current regulator. 8. Therapeutic electrophoresis Task - this is a method of combined simultaneous exposure with a therapeutic purpose to the patient’s body of constant electric current and a medicinal substance entering the body with current through intact skin or mucous membranes. The current parameters used for carrying out the procedures are the same as for galvanization. The dose of a medicinal substance does not exceed its usual single dose. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment 9. The advantage of electrophoresis: - The drug substance is not administered in molecular but in ionized form, which increases its pharmacological activity. - Using electrophoresis in the surface layers of the skin and in the subcutaneous tissue, a drug depot is created, which is gradually absorbed (up to 3 weeks). - The medicine is injected directly into the area of the pathological focus, creating a fairly high concentration in it. 10. Methodology of the procedures: with electrophoresis, the drug corresponds to the sign of the active part of the drug substance. For protein substances, the pH of the solvent is important. Solutions usually prepared in distilled water with a drug concentration of 1-5%. For poorly soluble substances in water, dimexide, glycerin, ethyl alcohol are used as a solvent.. Only one drug should be administered from one pole. The procedure is carried out as follows: in a medicinal solution, moisten 1-3 sheets of filter paper, place them on the site of the patient's body, then put an ion-exchange membrane, a hydrophilic gasket moistened with water and an electrode, and fix everything with a bandage or a sandbag. The duration of the electrophoresis session is 30 minutes. Task: a brief overview of physical and chemical phenomena: electrolysis, polarization, electrodiffusion, electroosmosis. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment III. Ознакомление техникой безопасности работы с аппаратами гальванизации и электрофореза. 1. Не допустить прикосновения больного к заземленным предметам (батареи, водопроводные и канализационные трубы); 2. Процедуру гальванизации проводит медсестра по назначению врача, строго по процедурной карточке 3. В процедурной карточке указываются: - методика процедуры (по контуру тела) - локализация электродов - размеры прокладок - полярность электродов - начальная и конечная сила тока - длительность процедуры - порядок проведения процедур (ежедневно или через день) - число процедур - если назначены различные процедуры, указываются их очередность. На обратной стороне карточки медсестрой отмечается о проведенном лечении. 4. Перед каждой процедурой необходимо проверить ручку потенциометра в положении «0» 5. Прогрев аппарата до 3 мин. 6. Осмотр участки кожи, где будут фиксированы электроды. Если на коже имеются царапины, ссадины, то покрывают кусочком резины или ваты с вазелином и фиксируют электроды. 7. Для лучшего прилегания электродов поверх места их наложения, помещают мешочки с песком. 8. При плавном вращении ручки потенциометра включается аппарат. Если стрелка двигается скачкообразно, то отключить прибор и найти причину поломки. 9. При образовании ожога от соприкосновения металлической частью электрода с кожей, то место смазывают 10% спиртовым раствором танина или 5% раствором перманганата калия. TASK: Составить слайд в сопровождении иллюстрациями. TRANSLETION e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment III.Acquaintence with the safety of work with galvanization and electrophoresis devices; 1. Do not allow the patient to touch grounded objects (batteries, water and sewer pipes); 2. Galvanization procedure is carried out by a nurse as prescribed by a doctor, strictly according to the procedural card 3. The procedure card shall indicate: - methods of procedure (following the contour of the body) - localization of the electrodes - dimensions of gaskets - the polarity of the electrodes - initial and final amperage - duration of the procedure; - the order of procedures (daily or every other day); - number of procedures; - if different procedures are assigned, their order is indicated. On the back of the card, the nurse notes about the treatment. 4. Before each procedure, check the potentiometer knob in the “0” position. 5. Warming up the apparatus for up to 3 minutes. 6. Inspection of the skin areas where the electrodes will be fixed. If the skin has scratches, abrasions, then cover with a piece of rubber or cotton wool with petroleum jelly and fix the electrodes. 7. For a better fit of the electrodes over the place of their application, sandbags are placed. 8. With a smooth rotation of the potentiometer knob, the device turns on. If the arrow moves in steps, then turn off the device and find the cause of the breakdown. 9.If a burn is formed from contact of the metal part of the electrode with the skin, then 10.the spot is lubricated with a 10% alcohol solution of tannin or 5% solution of potassium permanganate. TASK: Compose a slide accompanied by illustrations. IV. Лабораторная работа определения гальванического тока e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 ИЗУЧЕНИЕ АППАРАТА ДЛЯ ГАЛЬВАНИЗАЦИИ Приборы и принадлежности e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna аппарат для гальванизации, вольтметр, OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment магазин сопротивления. Цель работы: изучить действие постоянного тока на ткани и органы, лечебные методики - гальванизация, лечебный электрофорез, устройство и принцип действия аппарата для гальванизации. ТЕОРИЯ Ткани организма по электропроводным свойствам подразделяются на диэлектрики и электролиты. К диэлектрикам относятся твердые ткани: связки, сухожилия, роговой слой кожи, кость без надкостницы, клеточные мембраны. К электролитам - биологические жидкости: кровь, лимфа, спинномозговая жидкость и так далее. Электролиты содержат большое количество ионов, которые участвуют в различных обменных процессах. По тем участкам, где имеется жидкость ( по кровеносным и лимфатическим сосудам, мышечным и нервным тканям), может протекать электрический ток. При пропускании постоянного электрического тока и соответственно наложении электрического поля ионы упорядочено перемещаются: положительные в направлении поля, отрицательные - против. Вследствие этого происходит поляризация тканей, меняется концентрация ионов в клетках и межклеточных жидкостях ( прежде всего ионов Na, K, Cl ), кислотно- щелочное равновесие, водный баланс, усиливается крово- и лимфообращение и т.д. Количество перемещенных ионов определяется величиной пропускаемого тока и создаваемого электрического поля. Дозируя величину тока ( поля) и время воздействия, можно добиться желаемого лечебного эффекта. На этом основаны две лечебные методики: гальванизация и лекарственный (лечебный) электрофорез. 1). Гальванизация - метод физиотерапии, при котором используется действие на ткани организма постоянного электрического тока силой несколько миллиампер и соответственно электрического поля напряженностью Е=4-10 В/м. Ток подводят с помощью проводов и пластинчатых электродов, изготовленных из металла, малая химическая активность которых не вызывает появления на электродах ЭДС поляризации. Чаще всего используется свинец. При прохождении постоянного тока через организм возможно возникновение химического и термического ожогов. Химический ожог вызывают продукты электролиза раствора NaCl, содержащегося в тканях (то есть щелочи и кислоты) NaCl + H2O NaOH + HCl, .Для устранения химического ожога между электродами и кожей помещают гидрофильные прокладки, смоченные физиологическим раствором или теплой водой. В этом случае кислоты и щелочи накапливаются в прокладках. Термический ожог вызывает ток, если он достигает значительной величины. Это возможно, так как электропроводность тканей и прежде всего кожи зависит от содержания пота и влаги, поэтому, даже при небольшом напряжении на электродах, ток, пропускаемый через организм, может быть значительным. Во избежание термического ожога нельзя превышать допустимое значение плотности тока. Плотность тока определяется величиной силы тока и площадью электродов ( или прокладки ): e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment j = I / S. В зависимости от площади электродов величина допустимой плотности тока может колебаться в пределах от 0,01 до 0,2 mA/ см2. Чтобы при контакте плотность тока была одинакова по всей площади прокладок, электроды и прокладки должны быть плотно прижаты к участку тела. Для этого на электроды кладут подушки с песком. По допустимому значению плотности тока определяют максимальный ток, который можно пропустить через пациента: Iдоп = jдоп · S. 2). Лекарственный электрофорез - это введение при помощи постоянного электрического тока и поля лекарственных веществ через кожу и слизистые оболочки. Растворами этих веществ смачивают прокладки под электродами. Вещество, образующее в растворе положительные ионы, вводится с положительного электрода, образующее отрицательные ионы - с отрицательного электрода. Частицы лекарственного вещества под действием тока и поля проникают в толщу кожи и образуют в ней так называемое “ ионное депо “, из которого вымываются лимфой и кровью. При этом методе на организм действуют одновременно постоянный ток активный биологический фактор и лекарственное вещество - фармакотерапевтический фактор. Продолжительность лечебных процедур от 20 до 40 минут. При данных методиках необходимо учитывать явление поляризации, возникающее при прохождении постоянного тока через ткани организма. Возникающее электрическое поле поляризации направлено против внешнего поля и противодействует ему. Вследствие этого в тканях ток не сразу достигает постоянного значения, а спустя некоторое время. Поэтому в начале процедуры необходимо следить за показаниями миллиамперметра. Данные лечебные методики обеспечивают локальность действия на органы и ткани. Оба метода можно осуществить с помощью жидкостных электродов в виде ванн, в которые помещаются конечности пациента. CХЕМА И ПРИНЦИП РАБОТЫ АППАРАТА ДЛЯ ГАЛЬВАНИЗАЦИИ Аппарат для гальванизации состоит из полупроводникового выпрямителя, сглаживающего фильтра, потенциометра, миллиамперметра с шунтом ( рис.1). При включении аппарата в сеть переменное напряжение, подаваемое на его вход, в трансформаторе преобразуется до напряжения, необходимого для работы выпрямителя. При помощи диодов переменный ток выпрямляется, затем сглаживается фильтром и поступает на потенциометр R. C потенциометра напряжение подается на клеммы пациента. Меняя величину подаваемого напряжения, регулируют силу тока в цепи пациента. Ток измеряется миллиамперметром, параллельно которому подключается шунт (Rш), что обеспечивает достаточную чувствительность прибора при измерении токов значительной величины. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment Рис.1. Блок схема прибора для гальванизации. 1 2 4 3 5 10 6 7 8 9 11 Рис. 2. Лицевая панель аппарата «ЭЛФОР-ПРОФ» . 4. Кнопка «Сеть» включения питания аппарата 5. Кнопка «Старт» для запуска процедуры. 6. Кнопка «Стоп» для прекращения процедуры. 4.Кнопки таймера для задания времени выполнения процедуры: 10, 15, 20, 25 и 30 мин. 5.Индикаторы времени выполнения процедуры: 10, 15, 20, 25 и 30 мин. 6.Гнездо «+» для подключения токоподвода с электродом положительной полярности (анод). 7. Г нездо «-» для подключения токоподвода с электродом отрицательной полярности (катод). 8.Индикаторы установленного диапазона. 9.Кнопка выбора диапазона. 10.Цифровой индикатор тока. 11.Многооборотный регулятор силы тока. Рассмотрим работу отдельных узлов аппарата. Выпрямитель - это устройство, преобразующее переменный ток в ток одного направления. Для этой цели используются полупроводниковые диоды. В схеме, e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment изображенной на рисунке 1, двухполупериодный выпрямитель состоит их трансформатора и 4-х полупроводниковых диодов, включенных по мостовой схеме. Трансформатор - это устройство для повышения или понижения переменного напряжения. Он состоит из двух обмоток, одна из которых называется первичной, а другая – вторичной. Потери не превышают 1%. Трансформатор кроме преобразования напряжение, обеспечивает и электробезопасность больного. В противном случае ( например, заземлении больного ) может произойти электротравма. Полупроводниковый диод - прибор , основным элементом которого является контакт двух полупроводников с различными типами проводимости; “n” и “p”. В полупроводниках “n” - типа основные носители заряда - электроны, в “p” -типа дырки. Контакт двух полупроводников с различными типами носителей заряда называют “n-p” переходом ( или электронно-дырочным ). Контактный слой обладает хорошей электропроводимостью только в одном направлении и почти не пропускает ток в другом направлении. Сглаживающий фильтр. Выпрямленный ток сильно пульсирует. Сглаживают пульсации при помощи фильтра. Пульсирующий ток, полученный после выпрямителя, попадает в электрический фильтр, состоящий, в нашем случае, из емкостей и сопротивлений. Действие фильтра основано на том, что через емкость не проходит постоянная составляющая тока, тогда как через активное сопротивление она проходит. Порядок выполнения работы. 1. Подключить к выходным клеммам аппарата для гальванизации магазин сопротивлений ( имитация сопротивления тканей организма ) и вольтметр. 2. Снять пять вольтамперных характеристик аппарата для сопротивлений, указанных в таблице, производя замеры силы тока и напряжения на всем диапазоне регулировочного потенциометра. Результаты измерений занести в таблицу. 3. Построить по полученным данным график зависимости силы тока от напряжения для указанных сопротивлений на одной координатной плоскости. 4. Рассчитать максимальную плотность тока, которую может дать аппарат при данной площади электродов j max = I max . S 5. Рассчитать максимальный ток, который допустимо пропускать через пациента при заданной площади электродов I доп = j доп· S . Запись результатов измерений e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” “Physical fundamentals of medical equipment Сопротивлени Сила тока, jmax= Напряжение Площадь I е текущая max jдоп, , поданное электрод S № ”тканей через mA/c на ов организма”, п/п пациента, 2 пациента, В S, см м2 mA/см2 Ом mA 1 До 50 мА 30-80 В2 500 400 0,01 3 1000 2000 5000 10000 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 200 0,1 100 0,1 40 0,1 20 0,2 Iдоп, mA КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Гальванизация и лечебный электрофорез - как лечебные методики. 2. В каких случаях может произойти термический ожог при гальванизации? 3. Как рассчитать максимальный ток, который допустимо пропускать через пациента? 4. Какое нарушение методики данной лечебной процедуры может привести к химическому ожогу? 5. Начертите схему аппарата для гальванизации, объясните назначение и принцип работы трансформатора, выпрямителя, фильтра, потенциометра. 6. Представить графически работу выпрямителя и фильтра. e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai «Физические основы работы медицинской аппаратуры» operation ” e-mail: [email protected] ; 0996-553-300-161; DJaparovna “Physical fundamentals of medical equipment OshTU..docent DJoldosheva Tolgonai
