Класифікація електронної медичної апаратури

Низькочастотні фізіотерапевтичні електронні апаратури.

Електронні стимулятори.

Будемо називати фізіотерапевтичні електронні апаратури низької й звукової частоти низькочастотною. Електронні апаратури всіх інших частот — узагальнюючим поняттям високочастотна.

Медичні апарати — генератори гармонійних й імпульсних низькочастотних електромагнітних коливань — поєднують дві великі групи пристроїв, які важко чітко розмежувати: електронні стимулятори (електростимулятори) і апарати фізіотерапії. При невеликих частотах найбільше істотно специфічне, а не теплове, дія струму. Тому лікування струмом має характер стимулювання якого-небудь ефекту роздратуванням струмами. Це обставина, імовірно, і тягне змішання понять «лікувальний апарат» й «електростимулятор».

Хоча електричне роздратування м'яза було виявлено ще в XVIII в., широке використання електростимуляторів почалося лише в останні десятиліття. У цей час є багато різних електростимуляторів. Але й зараз важливою медичною й фізіологічною проблемою залишається точне завдання вихідних параметрів електричного сигналу розроблювачам електростимуляторів: форма імпульсу, його тривалість, частота імпульсного струму й шпаруватість проходження імпульсів.

Рис. 1

Електростимулятори можуть бути підрозділені на стаціонарні, що носять й імплантуюмі (вживляємі). Для повністю імплантуюмих електростимуляторів, наприклад кардіостимуляторів, досить серйозною проблемою є джерела живлення, які повинні довгостроково й ощадливо функціонувати. Ця проблема вирішується як створенням відповідних джерел, так і розробкою економічних генераторів. Так, наприклад, бажано мати генератори, які практично не споживали б енергію в паузі між імпульсами.

Рис. 2

Як приклад стаціонарного стимулятора широкого призначення можна вказати універсальний електроімпульсатор (мал.1). Він являє собою генератор імпульсного струму прямокутної й експонентної форми. Параметри імпульсів й їхня частота можуть регулюватися в широких межах, так, наприклад, тривалість прямокутних імпульсів здатна змінюватися дискретно від 0,01 до 300 мс. Апарат дозволяє вимірювати амплітуду імпульсу струму в ланцюзі пацієнта. На екрані електронно-променевої трубки (ліва сторона лицьової панелі) можна спостерігати форму імпульсів на виході апарата.

Рис. 3

Прикладом своєрідного стимулятора є дефібрілятори — апарати, що представляють собою генератори потужних високовольтних електричних імпульсів, що призначають для лікування важких порушень ритму серця. Дефібрілятор включає накопичувач енергії (конденсатор), пристрій заряду конденсатора й розрядний ланцюг. На мал.2 показаний зовнішній вигляд імпульсного дефібрілятора.

Частково імплантуємим кардіостимулятором що носять є імплантуємий радіочастотний електрокардіостимулятор (мал. 3).

Імплантуєма його частина (приймач) показана в центрі малюнка, її маса 22 г, товщина 8,5 мм. Приймач сприймає радіосигнали від зовнішнього передавача (на малюнку ліворуч). Ці сигнали сприймаються усередині тіла хворого імплантуємою частиною й у вигляді імпульсів через електроди подаються на серце. У правій частині малюнка показаний блок живлення, що, як і передавач, носиться хворим зовні.

До особливого різновиду електростимуляторів можна віднести такі, які здатні в закодованій формі передавати інформацію, звичайно сприйману органами почуттів. Подібним стимулятором є кохлеарний протез, що перетворить звукову інформацію в електричний сигнал, тобто, власне кажучи, що заміняє равлика внутрішнього вуха.

До технічних пристроїв електростимуляції належать також електроди для підведення електричного сигналу до біологічної системи. У багатьох випадках електростимуляція здійснюється пластинчастими електродами, які накладаються на тіло людини подібно електродам для електрокардіографії. Для вживляємих електродів проблеми більш серйозні, у тому числі й проблема вибору матеріалу, стійкого до корозії при проходженні струму в умовах агресивного біологічного середовища.

Прикладом фізіотерапевтичного апарата для електротерапії синусоїдальними модульованими струмами є «Амп-липульс-4» (мал. 4, а). У ньому частота несучих синусоїдальних коливань дорівнює 5 кгц, частота синусоїдальних коливань, що модулюють, може плавно регулюватися в межах 10-150 Гц. Деякі можливі форми струмів, створені цим генератором, показані на мал. 4, б; співвідношення між частотами несучих і коливань, що модулюють, на малюнку не витримано.

а) Рис. 4 б)