Laboratorium Elektronicznej Aparatury Medycznej I

Transkrypt

1 Laboratorium Elektronicznej Aparatury Medycznej I Politechnika Wrocławska Wydział Podstawowych Problemów Techniki Katedra Inżynierii Biomedycznej Autorzy instrukcji: Dr inż. Wioletta Nowak Dr inż. Barbara Juroszek Dr inż. Elżbieta Szul-Pietrzak ĆWICZENIE NR 5 APARATURA DO TERAPII PRĄDEM ZMIENNYM MAŁEJ I ŚREDNIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI Zasady inżynierskiej oceny urządzenia Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z: 1. Konstrukcją i parametrami metrologicznymi wybranych urządzeń do terapii prądem zmiennym małej i średniej częstotliwości 2. Metodologią pomiaru parametrów generowanych prądów praca z oscyloskopem analogowym/cyfrowym 3. Czynnikami wpływającymi na wiarygodność pomiaru Wyposażenie stanowiska laboratoryjnego: Aparatura Dokumentacja Osprzęt Stymulator_S210 Instrukcja obsługi Oscyloskop Stymulator_S300 Instrukcja obsługi Opornik Dekadowy Stymulator_Duoter Mini Instrukcja obsługi Miernik częstotliwości Zagadnienia do przygotowania 1. Definicja parametrów opisujących impuls elektryczny (kształt, czas trwania, czas narostu, czas opadania) oraz sygnał sinusoidalny (amplituda, wartość międzyszczytowa, okres, częstotliwość) 2. Rodzaje prądów zmiennych stosowanych w terapii prądowej 3. Metody pomiarów parametrów sygnałów w terapii prądowej. Dokładność metod pomiarowych. 1

2 4. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa stosowania terapeutycznej aparatury elektromedycznej. Zadania szczegółowe: 1. Zapoznanie się z konstrukcją blokową elektrostymulatorów dostępnych na stanowisku laboratoryjnym: Stymant S-210, Stymat S300 oraz Duoter Mini. 2. Zidentyfikowanie typu oraz parametrów prądów generowanych przez każde z tych urządzeń. Skorzystaj z Rys.2. i Rys Przeprowadzenie, przy wykorzystaniu oscyloskopu, pomiarów sprawdzających wartość parametrów wybranych prądów dla każdego z badanych urządzeń. a. Zrealizować układ pomiarowy wg schematu przestawionego na Rys. 1. Rezystancja pacjenta w każdym przypadku powinna być ustalona na 500. W uzasadnionych przypadkach należy skorzystać z oscyloskopu dwukanałowego pracującego w trybie X-Y b. Zbadać poprawność parametrów dla urządzenia Stymat S210 c. Zbadać poprawność parametrów dla urządzenia Stymat S300 d. Zbadać poprawność parametrów dla urządzenia Duoter-Mini e. Porównać wyniki pomiaru parametrów sygnałów z wartościami nominalnymi. f. Wskazać wszystkie źródła błędów pomiarowych.!!!! W badaniach zwrócić uwagę na błąd pomiaru oscyloskopem analogowym. Rys.1. Schematy podłączeń urządzeń terapeutycznych podczas badania za pomocą oscyloskopu. Rys.2. Parametry impulsu 2

3 Rys.3. Parametry sygnału sinusoidalnego 1. Wprowadzenie teoretyczne Elektroterapia jest metodą fizjoterapeutyczną, polegająca na oddziaływaniu prądem elektrycznym na organizm. Efekt działania elektroterapii jest zwykle uzależniony od rodzaju zastosowanego prądu i jego parametrów. W stymulacji elektrycznej wykorzystuje się zdolność tkanek (mięśni, nerwów) do reagowania na bodźce elektryczne generowane przez elektrostymulatory. Parametry tych bodźców (kształt, amplituda, częstotliwość) można stosunkowo łatwo regulować, co umożliwia proste dawkowanie bodźca elektrycznego w zależności od potrzeb. W zależności od zastosowania i rodzaju stymulacji elektrostymulatory różnią się konstrukcją i parametrami wyjściowymi. Prądy małej częstotliwości (0,5-500 Hz) to najczęściej: a) Impulsy prostokątne, trójkątne, trapezowe b) Przebiegi jedno lub dwupołówkowym prądu sinusoidalnego, modulowanego lub nie amplitudowo Prądy średniej częstotliwości (4-10) khz to najczęściej: a) Prądy interferencyjne modulowane amplitudowo unipolarnie lub bipolarnie z częstotliwością do 150 Hz. Aby zabieg elektroterapii mógł być wykonany poprawnie, czyli zgodnie z zaleceniami lekarza, urządzenie musi być sprawne tzn. posiadać parametry zgodne z tymi podanymi w instrukcji. Ponieważ efekty lecznicze zależą od parametrów stosowanego sygnału toteż parametry te podlegają ścisłym definicjom. Również pojęcia używane w instrukcjach obsługi muszą być zdefiniowane w sposób jednoznaczny. Konstrukcja aparatu (zespół bloków wewnętrznych oraz elementy regulacji i wskaźniki w obrębie płyty czołowej) musi zapewniać bezpieczeństwo pacjentowi i personelowi obsługującemu urządzenie. W ramach ćwiczenia studenci zapoznają się z parametrami prądów typu: 1. Prądy diadynamicznym (prądy Bernarda) 2. Prądy Traberta (prądy Ultra Reiz) 3. Prądy interferencyjne (prądy Nemeca) 3

4 Prądy diadynamiczne Prądy diadynamiczne są oparte o sinusoidę 50Hz. Stosowanych jest kilka rodzajów prądów diadymicznych różniących się kształtem i porządkiem występowania połówek sinusoidy (patrz Tabela). Rodzaj prądu MF DF RS CP LP MM Kształt przebiegu Górne połówki sinusoidy o częstotliwości 50Hz Górne i odwrócone (wyprostowane) dolne połówki sinusoid 50Hz 1s przebiegu DF i 1 sekunda przerwy 1s przebiegu MF i 1 sekunda przebiegu DF Przebieg DF przy czym co druga połówka o amplitudzie szczytowej obwiedzionej półsinusoidą o okresie 10s, później przez 10s MF Przez 10s przebieg MF obwiedziony półsinusoidą o okresie 10s i później przerwa 10s Prądy diadynamiczne są prądami unipolarnymi, co więcej jeszcze do niedawna występowały z nałożoną tzw. bazą tzn. wstępną polaryzacją prądem stałym. Oddziaływanie prądów diadynamicznych to: działanie przeciwbólowe, pobudzanie ukrwienia,wpływ na zmianę pobudliwości tkanki mięśniowej Prąd Traberta Prąd Traberta to przerywany prąd galwaniczny (stały) o prostokątnym kształcie impulsu i stałych parametrach: czasu trwania impulsu 2ms i czasu przerwy 5ms. Zakres natężenia stosowanych prądów to ma. Prąd ten działa silnie bodźcowo, zmniejszając odczucie bólu. Ponadto, prąd działa bardzo korzystnie na poprawę krążenia, dzięki wywoływaniu drżenia mięśniowego oraz w wyniku hamowania zwiększonej tonicznej aktywności układu sympatycznego. Prądy interferencyjne (wg. Nemeca) Prądy interferencyjne są to prądy średniej częstotliwości, (najczęściej 4 khz) zmodulowane w amplitudzie z małą częstotliwością (do 200 Hz). Terapia interferencyjna polega na równoczesnym aplikowaniu na ciało pacjenta prądów z dwóch niezależnych obwodów, które nieznacznie różnią się częstotliwością. W wyniku nałożenia się prądów w tkance pacjenta (interferencji) powstaje nowy rodzaj prądu. Jest to prąd którego nazwa powinna brzmieć niską częstotliwością amplitudowo modulowany sinusoidalnie zmienny prąd średniej częstotliwości. Określenie to jest jednak niewygodne w powszechnym stosowaniu i dlatego często zamienne stosuje się określenie prąd interferencyjny (choć określenie to nie określa charakteru prądu prawidłowo). Prądy interferencyjne mają następujące działanie: przeciwbólowe, pobudzają mięśnie do skurczu, rozszerzają naczynia krwionośne, usprawniają procesy odżywcze i przemiany materii w tkankach. Istotną zaletą prądów interferencyjnych jest oddziaływanie na głębiej położone grupy tkanek. Dzieje się tak w związku z wysoką częstotliwością nośnej. Pojemnościowy charakter tkanek sprawia, że wyższe częstotliwości wnikają głębiej. Kolejną zaletą jest lepsze tolerowanie wyższych dawek aniżeli w przypadku prądów niskiej częstotliwości. 4

5 Zasada działania i schematy blokowe urządzeń do terapii prądem o małej i średniej częstotliwości Budowa elektrostymulatorów do terapii prądem o małej i średniej częstotliwości bazuje na generatorach prądu zmiennego o różnych kształtach, w których zapewniona jest szeroka regulacja różnorodnych parametrów sygnałów. Rys.4. przedstawia schemat blokowy elektrostyumulatora Stymat-S210 a Rys.5. elektrostymulatora Stymat S300. Rys.4. Stymulator S-210 Rys.5 Stymulator S-300 5

6 Uwaga! System Duoter Mini to zaawansowany, nowoczesny stymulator mający możliwość generowania różnego typu prądów, tj. prądy interferencyjne, TENS, prądy Kotz a, prądy diadynamiczne, galwaniczne itd. Ćwiczenie dotyczy tylko prądów zmiennych małej i średniej częstotliwości. 6