Электротерапевтическая высокочастотная аппаратура. Аппарат для местной дарсонвализации

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

Запорожская государственная  инженерная академия

ФИЭТ

Кафедра ФБМЭ

 

 

 

Реферат

по дисциплине «проектирование  биомедицинской аппаратуры»

на тему:

«Электротерапевтическая высокочастотная  аппаратура. Аппарат для местной  дарсонвализации»

 

 

 

Выполнила:

ст.гр. МН-08-2д                                                                           Усатая А.С.

 

Проверила:                                                                                  Никонова А.А.

 

 

 

 

 

 

Запорожье

2012

1.Дарсонвализация

Дарсонвализация была первым методом высокочастотной терапии, предложенным еще в конце прошлого столетия французским врачом и физиком  д'Арсонвалем (отсюда и название метода).

Д’Арсоеваль предложил использовать с лечебной щелью воздействие на организм электромагнитными колебаниями, которые в то время (получались с помощью искровых генераторов и имели частоту в пределах 200—500 кпц. Колебания, использовавшиеся д’Арсогавалем, имеют резко затухающий характер и следуют отдельными сериями с паузой между ними. Вследствие этого средняя мощность колебаний при дарсонвализации незначительна, и тепловой эффект в тканях организма полностью отсутствует.

При этом первые колебания  в каждой серии имеют достаточно высокое напряжение и ими обусловливается основное физиологическое действие.

Д’Арсонвалем было предложено как  общее, так и местное воздействия, различающиеся по технике проведения.

В настоящее время дарсонвализация  рассматривается как метод воздействия  высокочастотными колебаниями в  импульсном режиме, а общее и местное воздействие, как два самостоятельных метода с различным механизмом физиологического действия на организм.

Источником колебаний  при обоих методах является электронноламповый генератор, работающий на выделенной частоте и создающий импульано-модулироваганые высокочастотные колебания высокого напряжения. При общем воздействии пациент помещается внутри большой катушки ('соленоида), включенной в колебательный контур генератора.

На рис. 135 показана вертикально  расположенная катушка — соленоид, применявшаяся в искровых аппаратах для общей дарсонвализации. Ток, протекающий по виткам катушки, образует внутри нее высокочастотное магнитное поле с максимальной индукцией 10—20 гаусс.

За счет емкостной связи  между телом больного и витками  катушки на него действует также  высокочастотное электрическое  поле.

Таким образом, при общей  дарсонвализации больной находится  в зоне действия электромагнитного  поля (поле индукции), возбуждаемого  в соленоиде высокочастотным  током. В соответствии с формой тока и ноле имеет импульсный характер. Каких-либо ощущений при проведении процедуры общей дарсонвализации  больной не испытывает. Для

 

 

 

 

суждения о  наличии колебаний ему в руку дается неоновая индикаторная лампа, которая светится под действием поля.

Так как аппараты для общей дарсонвализации являются мощным источником радиопомех, эксплуатация их производится в экранированной кабине. В связи с этим общая дарсонвализация, несмотря на создание новой электронноламповой аппаратуры, широкого распространения не получила.

При местной дарсонвализации (рис. 136) воздействие осуществляется с помощью стеклянного электрода, наполненного воздухом при давлении 0,1—0,5 мм рт. ст. (рис. 137). На электрод подаются импульсы высокочастотных колебаний с пиковым напряжением до 20—30 кв. Такое высокое напряжение создается с помощью повышающего трансформатора, который помещается либо в самом аппарате, либо в электрододержателе. При проведении процедуры электрод перемещается по поверхности подвергаемого воздействию участка тела либо (при действии на слизистые оболочки полостей, например, при использовании ректального электрода) устанавливается неподвижно.

 При этом для высокочастотного тока между цоколем электрода и телом больного образуется следующая цепь: ионизированный газ внутри электрода, емкость его стеклянной стенки и слой воздуха между электродом и поверхностью кожи (или слизистой), в котором возникает коронный разряд в форме «тихого» или слабого искрового. Благодаря ограничивающему ток действию малой емкости стеклянной стенки электрода, разряд не достигает интенсивности, при которой он мог бы оказать раздражающее действие или вызвать болевое ощущение.

Если электрод отдалять от поверхности тела, то, увеличивая, таким образом, долю напряжения, приходящегося на воздушную прослойку, можно несколько ' повысить интенсивность разряда и получить более заметное искрение под электродом.

Для замыкания цепи высокочастотного тока второй электрод не применяется. Ток 'проходит через распределенную емкость пациента на землю, как это условно показано на рис. 136, где обозначено: 1 — аппарат, 2— электрод, 3 — пациент, 4 — силовые линии высокочастотного поля.

При местной дарсонвализации  ощущается легкое раздражение кожи и весьма незначительное поверхностное тепло. При увеличении длины искр возникает более сильное раздражение, но, как правило, без заметных явлений прижигания. Для прижигающего действия может применяться специальный электрод с металлическим острием на конце.

Таким образом, действующим  фактором при местной дарсонвализации является высокочастотный электрический разряд, возникающий между электродом и поверхностью тела больного и изменяющийся по интенсивности от «тихого», почти не вызывающего особых ощущений, до слабого искрового, оказывающего уже раздражающее, а в отдельных случаях и легкое прижигающее действие.

 

2Аппараты для дарсонвализации

 

2.1Общие сведения

 

Первые аппараты для дарсонвализации представляли собой искровые генераторы сильно затухающих колебаний частотой 100-150 кг (общая дарсонвализация) и 200-500 кгц (местная дарсонвализация) Искровые генераторы для менее мощных аппаратов, таких, как аппараты для местной дарсонвализации, выполнялись по схеме с молоточковым прерывателем, в более мощных аппаратах для общей дарсонвализации применялись искровые генераторы с неподвижными разрядниками.

Большим недостатком  искровых генераторов является широкий  спектр создаваемых ими высокочастотных  колебаний, вследствие чего имеют место  интенсивные помехи радиовещанию и  телевидению. В связи с этим в 40-х годах производство искровых аппаратов было прекращено.

Учитывая высокую  ценность метода местной дарсонвализации для лечебной практики, в 50-е годы делались попытки создания аппарата е электронноламповым генератором. При этом основной задачей являлось воспроизведение самых существенных характеристик действующего физического фактора: сильно затухающий характер колебаний с большими амплитудами первых колебаний при малой средней мощности. С наибольшим приближением эти характеристики могут быть обеспечены при импульсной модуляции незатухающих колебаний с длительностью высокочастотных импульсов 50-100 мксек и частотой их повторения 50 или 100 гц. Напряжение на выходе аппарата должно обеспечивать длину искры на землю не менее 25 мм. В 1953 г. в Государственном институте курортологии и физиотерапии был разработан образец лампового аппарата для местной дарсонвализации. Аппарат представляет собой генератор с самовозбуждением, работающий на частоте 150 кгц и создающий импульсно-модулированные колебания с длительностью импульса около 100 мксек и частотой следования 100 гц. При испытаниях аппарата в клинике был получен терапевтический эффект, практически не отличающийся от того, который дают искровые аппараты. Радиопомехи, создаваемые аппаратом, оказывали меньшее мешающее действие радиоприему, однако все еще значительно превышали нормы. В связи с этим аппарат не был принят к серийному производству.

В 1965 г. Московский завод ЭМА начал выпуск разработанного ВНИИМП электроннолампового аппарата для местной дарсонвализации «Искра-1». Выбором определенной формы импульса высокочастотных колебаний и применением других мер радиопомехи, создаваемые аппаратом, были значительно снижены, в результате чего аппарат «Искра-1» разрешен к эксплуатации в медицинских учреждениях без каких-либо ограничений.

Первые аппараты для общей дарсонвализации имели  вертикально- установленный соленоид, в котором пациент располагался в сидячем положении (см. рис. 135).

В 30-е годы В. К. Аркадьев и А. Н. Обросов предложили новую усовершенствованную конструкцию аппарата, на базе которой в 1947— 1948 гг. во ВНИИМП был разработан образец аппарата. Соленоид этого аппарата был расположен горизонтально, и пациент находился в нем в лежачем положении. Это позволило уменьшить габариты соленоида и приблизить его витки к телу пациента, что увеличивало эффективность воздействия. В связи с прекращением производства искровой аппаратуры этот аппарат серийно не выпускался.

В 1967 г. во ВНИИМП была закончена  разработка лампового аппарата для общей дарсонвализации «Вихрь-1». Аппарат выпускается небольшими партиями Опытным заводом ВНИИМП. В связи с большой импульсной мощностью аппарата уровень создаваемых им радиопомех превышает нормы, и эксплуатация аппарата производится в экранирующей кабине.

2.2 Аппарат для  местной дарсонвализации

 

Аппарат для местной дарсонвализации  «Искра-1» разработан ВНИИМП и выпускается  Московским заводом ЭМА.

 

Основные технические  данные аппарата: частота генератора 110 кгц ±5%; длительность модулирующих импульсов 100 мксек; частота следования импульсов 50 гц; длина искры с резонатора на землю не менее 25 мм, питание от сети переменного тока частотой 50ч-60 гц, напряжением 127 в с отклонениями от +10% до —25% и 220 в с отклонениями от +5% до —15% от номинального значения; мощность, потребляемая от сети, не превышает 80 ва, габаритные размеры аппарата 420X420X Х200 мм. Вес не более 8 кг.

Аппарат представляет собой высокочастотный генератор, работающий в импульсном режиме, с формой огибающей колебаний, близкой к «колоколообразной».

Генератор (рис. 154) собран на двойном тетроде ГИ-3» (JI5), обе половины которого включены параллельно. Колебательный контур в анодной цепи состоит из катушки индуктивности 3 и конденсаторов 15—19. С этим контуром индуктивно связаны катушки индуктивности связи 4 а обратной связи 5.

Напряжение с катушки  индуктивности 4 через настраивающие конденсаторы 20—23 подается по соединительному шнуру на первичную обмотку 2 высокочастотного трансформатора — резонатора. К повышающей обмотке 1 резонатора, пиковое напряжение на которой достигает 20 кв, подключается один из стеклянных откаченных электродов, входящих в комплект аппарата.

Анодная цепь генераторной лампы питается от выпрямителя, собранного по схеме удвоения на диодах ДЗ, Д4 и конденсаторах 10, 11.

Резисторы 20—23 — антипаразитные. Импульсная модуляция генератора осуществляется с помощью модулятора, состоящего из фазовращателя, триггера, дифференцирующей цепи, ждущего мультивибратора, модуляторной лампы.

Фазовращатель, включающий в себя резисторы /—3 и конденсатор 1, питается от обмотки IV трансформатора Тр. Переменное напряжение, сдвинутое по фазе относительно напряжения питающей сети (рис. 155, а),

а следовательно, и напряжения на экранирующих сетках генераторной лампы, подается на триггер, собранный  на двойном триоде Л2. Прямоугольные импульсы с крутыми фронтами, снимаемые с анода левого триода лампы Л2, дифференцируются цепочкой из конденсатора 4 и резисторов 8. 9, превращаясь в чередующиеся положительные и отрицательные короткие остроконечные импульсы (рис. 155, б).

Положительные импульсы запускают  ждущий мультивибратор, собранный на двойном триоде ЛЗ по схеме с катодной связью и «положительной сеткой» открытого (левого) триода.

Назначение ждущего мультивибратора  — задать промежуток времени, в течение которого генерируются высокочастотные колебания.

Отрицательные импульсы длительностью около 100 мксек снимаются с катода мультивибратора и через разделительный конденсатор 6 подаются на сетку правого триода модуляторной лампы Л4. Катод этого триода соединен с источником отрицательного напряжения — выпрямителем, собранным по мостовой схеме на диодах Д1 и конденсаторе 2.

С катода левого триода отрицательное  напряжение подается на управляющие  сетки генераторной лампы и запирает ее. В момент времени, когда правый триод модуляторной лампы заперт отрицательным импульсом, отрицательное  напряжение с сетки генераторной лампы снимается, и генератор самовозбуждается (рис. 155, в, г).

Учитывая специфичность  модуляторной части, рассмотрим ее работу более подробно с помощью схемы (рис. 156), на которой она для наглядности изображена несколько иначе, чем на рис. 154. При отсутствии отрицательного импульса, поступающего с катода ждущего мультивибратора (ЛЗ), правая половина лампы Л4 открыта, так как ее катод 'имеет отрицательный потенциал относительно анода, а к сетке относительно катода приложено положительное напряжение около 1,5 в, образующееся за счет делителя: резистор 15 — внутреннее сопротивление промежутка сетка-катод.

Анодный ток правого триода лампы Л4 протекает через цепочку из резисторов 16—18 и обмотку реле Р1. Падение напряжения на обмотке реле приложено минусом к сетке левого триода лампы Л4, вследствие чего этот триод заперт.

Падение же напряжения на цепочке  резисторов 16—18, составляющее около 200 в, приложено минусом к управляющим сеткам генераторной лампы, надежно запирая ее.

Когда правая половина лампы Л4 закрывается отрицательным импульсом ждущего мультивибратора, запирающее напряжение снимается с сетки генераторной лампы, и генерируется высокочастотный импульс.

При прекращении тока через  правую половину Л4 ток в обмотке реле из-за большой индуктивности практически не изменяет своей величины.