Charakterystyka prądów trójkątnych

CHARAKTERYSTYKA PRĄDÓW TRÓJKĄTNYCH
I PROSTOKĄTNYCH I ICH ZASTOSOWANIE



WSTĘP

Prądem stałym, nazywamy taki prąd elektryczny, który w czasie przepływu nie zmienia kierunku ani wartości natężenia. Prąd stały jest stosowany do wielu zabiegów elektroleczniczych. Nazywa się go również prądem galwanicznym, jednak nazwa ta nie jest ścisła, ponieważ odnosi się ona w zasadzie do prądu stałego uzyskiwanego z ogniwa galwanicznego. Stały prąd elektryczny uzyskuje się z aparatów elektroterapeutycznych, wyposażonych w obwód wytwarzający ten rodzaj prądu. Wszystkie nowoczesne aparaty do elektrolecznictwa tzw. elektrostymulatory, mają obwód wytwarzający również prąd stały.

Wpływ prądu stałego na organizm:
Tkanki żywe można z fizycznego punktu widzenia traktować jako zespół przewodników jonowych, półprzewodników i izolatorów tworzących sieć przestrzenną połączonych ze sobą równolegle i szeregowo oporności i pojemności. Należy jednak pamiętać, że jest to ujęcie schematyczne nie uwzględniające zmian zachodzących w tkankach w wyniku działania na nie bodźców pochodzenia wewnętrznego i zewnętrznego. Tkanki i płyny ustrojowe wykazują różnicę w przewodnictwie elektrycznym, które zależą od uwodnienia oraz stężenia zawartych w nich elektrolitów. Największe przewodnictwo wykazuje płyn mózgowo – rdzeniowy, mniejsze osocze krwi, krew, mięśnie, wątroba, mózg, tkanka łączna oraz tkanka kostna. W zabiegach elektroleczniczych istotny wpływ wywiera opór skóry, a ściślej mówią warstwy rogowej naskórka. Głębsze warstwy tkanek, ze względu na ich znaczenie, uwodnienie i obecność elektrolitów, nie stwarzają większego oporu dla przepływu prądu. Prąd przepływa drogami o najmniejszym oporze, którymi są znajdujące się w skórze ujścia i przewody wyprowadzające gruczoły potowe. Przewody te wypełnione potem, który jest roztworem elektrolitów, stanowią dobre przejścia dla prądu elektrycznego. W tkankach głębiej położonych prąd przepływa również drogami o najmniejszym oporze tzn. wzdłuż naczyń krwionośnych limfatycznych i nerwów. Warstwowa budowa tkanek oraz obecność w nich elektrolitów decydujących o właściwościach pojemnościowych sprawiają, że przepływowi prądu elektrycznego towarzyszy polaryzacja jonowa. Polega ona na miejscowym zgrupowaniu jonów, wytwarzających różnicę potencjału o znaku przeciwnym w stosunku do przyłożonego z zewnątrz napięcia.

IMPULSY TRÓJKĄTNE

Zasadniczą cechą impulsu trójkątnego jest powolne narastanie natężenia. Ponieważ narastanie natężenia w poszczególnym impulsie przebiega zgodnie z funkcją wykładniczą, prądy złożone z tego rodzaju impulsów nazywa się prądami wykładniczymi lub eksponencjalnymi. W impulsie trójkątnym natężenie osiąga wartość szczytową wzrastają wykładniczo w postaci płaskiej krzywej, a następnie obniża się do wartości zerowej. Wiadomo, że drażniąc nerw ruchowy prądem o pewnym natężeniu w określonym czasie uzyskuje się skurcz mięśnia tylko wtedy, gdy natężenie i czas jego działania osiągną wartość progową, konieczną do wywołania skurczu. Istotne znaczenie dla uzyskania skurczu mięśnia ma również szybkość narastania natężenia. Prawo Du Bois Reymonda głosi, że nie sam prąd, lecz dostatecznie szybka zmiana jego natężenia jest przyczyną powstania bodźca elektrycznego. Prąd galwaniczny nie powoduje skurczu mięśnia, ponieważ w czasie jego przepływu natężenie nie ulega zmianie. Skurcz powstaje tylko pod warunkiem, że zmiana natężenia jest dostatecznie szybka. Przedstawiają graficznie ( w układzie współrzędnych ), szybkość narastania natężenia w impulsie elektrycznym można łatwo stwierdzić, że linia odpowiadająca narastaniu natężenia przebiega pod pewnym kątem w stosunku do osi czasu. Wartość tego kąta jest wprost proporcjonalna do szybkości narastania natężenia prądu w impulsie. Zmniejszając stopniowo szybkość narastania natężenia można dojść do takiego kąta, przy którym występuje jeszcze skurcz mięśnia, jednak dalsze zmniejszanie szybkości narastania natężenia, któremu odpowiada kąt o mniejszej wartości, nie daje w efekcie skurczu, ze względu na zbyt wolną zmianę natężenia prądu. Najmniejszy kąt, przy którym uzyskuje się skurcz, określa się jako kąt graniczny. Wolniejsze narastanie natężenia, aniżeli odpowiadające wartości tego kąta nie wywołuje skurczu. Wynika to z jego fizjologicznej właściwości, polegającej na zdolności przystosowania do odpowiednio narastającego natężenia. Zdolność przystosowania, czyli akomodację, wykazują tylko zdrowe, prawidłowo unerwione mięśnie, w odróżnieniu od mięśni odnerwionych, które nie mogąc przystosować się do prądu o wolno narastającym natężeniu reagują na niego skurczem. Wynika stąd wniosek, że istnieje możliwość wybiórczego pobudzania do skurczu mięśnia odnerwionego znajdującego się w otoczeniu mięśni zdrowych. Ważnym momentem, istotnym ze względów praktycznych jest znaczna zdolność przystosowania się receptorów nerwów czuciowych do impulsów trójkątnych. Dzięki temu zabiegi wykonywane przy użyciu impulsów trójkątnych są prawie bezbolesne. Prądem tym można również oddziaływać na mięśnie gładkie, które odznaczają się małą zdolnością przystosowania się do wolno narastającego natężenia, podobnie jak porażone wiotko mięśnie prążkowane. Różnica w zachowaniu się elektrofizjologicznym, między mięśniem gładkim, a porażonym wiotko mięśniem prążkowanym polega na tym, że ten ostatni reaguje natychmiast na impuls trójkątny o odpowiednich parametrach, podczas gdy mięsień gładki wymaga serii impulsów, które niejako doprowadzają go do pewnego pobudzenia, od którego to momentu reaguje dość regularnie na następne bodźce elektryczne.

Zasady elektrostymulacji wybiórczej mięśni porażonych wiotko.
Wskazania do leczniczego stosowania trójkątnych impulsów prądu wynikają z ich właściwości i działania biologicznego. Porażenie wiotkie po przebytej chorobie Heinego – Medina oraz po uszkodzeniach obwodowych nerwów ruchowych stanowią zasadnicze wskazania do leczenia tym prądem, ze względu na możliwość wybiórczego pobudzenia do skurczu mięśni porażonych wiotko. Prąd eksponencjalny pozwala osiągnąć zasadnicze cele, stojące przed elektrolecznictwem porażeń wiotkich, a mianowicie:
1. Zapobieganie zanikom mięśniowym.
Największym niebezpieczeństwem, które zagraża odnerwionemu mięśniowi jest jego zanik. Może on doprowadzić do zwyrodnienia łącznotkankowego, czyli zastąpienia pobudliwej tkanki mięśniowej przez tkankę łączną. Stan taki może zaistnieć w wypadku, gdy po uszkodzeniu komórek rogów przednich rdzenia lub nerwów ruchowych nie nastąpi dostatecznie wcześnie ich regeneracja. Z tego względu zapobieganie zanikowi i utrzymywanie jak największej zdolnej do skurczu masy mięśniowej do czasu, kiedy nastąpi powrót unerwienia, jest głównym celem leczenia impulsami trójkątnymi.
2. Usprawnianie upośledzonych grup mięśni.
Cel ten osiąga się dzięki uzyskaniu za pomocą elektrostymulacji zwiększenia masy mięśnia oraz eliminowaniu ruchów zastępczych, które występują w porażeniach i w znacznym stopniu utrudniają usprawnienie. W okresie porażenia należy stosować impulsy trójkątne o odpowiednich parametrach, w celu zapobiegania zanikowi. Podstawowym warunkiem właściwego stosowania leczniczego impulsów trójkątnych jest dokładna znajomość anatomii, czynności oraz pobudliwości leczonego mięśnia. W elektrostymulacji mięśni porażonych wiotko istotną rolę odgrywa właściwe dobranie parametrów impulsu trójkątnego, a mianowicie: czasu trwania impulsu, szybkości narastania natężenia, czyli jego wartości szczytowej. Elektrostymulację tych mięśni wykonuje się metodą dwuelektrodową, pamiętając by biegun ujemny przyłożyć do elektrody ułożonej obwodowo. Należycie prowadzone leczenie impulsami trójkątnymi powinno spełniać następujące warunki:
a). Przed przystąpieniem do zabiegu należy przeanalizować dany przypadek uprzytomnić sobie mechanikę porażonych mięśni, zebrać dane diagnostyczne i na tej podstawie ustalić parametry stosowanego prądu oraz warunki wykonywania zabiegu;
b). Skurcz mięśnia porażonego, występujący pod wpływem impulsu trójkątnego, musi być dostatecznie silny i dotyczyć tylko mięśnia porażonego. Nie wolno zadowalać się wywołaniem skurczu pierwszego lepszego mięśnia, lecz należy dążyć do pobudzania wybiórczego porażenia mięśnia lub grupy mięśniowej. Przy stosowaniu impulsów trójkątnych w rozległych i ciężkich porażeniach może występować zjawisko kurczenia się mięśni działających antagonistycznie w stosunku do pobudzanych. Charakteryzuje się to niewłaściwym dobraniem parametrów stosowanego prądu, skutkiem, czego pobudza on do skurczu bardziej porażone w danym wypadku mięśnie antagonistyczne, które mają mniejszą zdolność akomodacji;
c). Czas trwania zabiegu, a także czas trwania przerwy między poszczególnymi impulsami prądu powinien być tak dobrany, aby nie powodował zmęczenia mięśnia; stosowanie zbyt długich może wywołać przeciwne do żądanych skutki;
d). Należy dbać o właściwe ułożenie leczonej kończyny lub części ciała ze względu na konieczność działania na mięsień znajdujący się w stanie względnego rozluźnienia, eliminując tym samym opór dla pracy mięśnia;
e). W przypadku porażenia na tle zapalnym nie należy rozpoczynać leczenia zbyt wcześnie, lecz dopiero pewien czas po wygaśnięciu procesu chorobowego;

IMPULSY PROSTOKĄTNE

Historycznie pierwszymi prądami impulsowymi wprowadzonymi na początku obecnego stulecia przez Leduca były impulsy prostokątne o czasie trwania 1ms, przerwie 9ms, co odpowiada częstotliwości 100 Hz. Prąd złożony z impulsów prostokątnych nazywa się również prądem galwanicznym przerywanym. Składa się on z impulsów prostokątnych oddzielonych przerwami w przepływie prądu. Nowoczesne elektrostymulatory wytwarzają impulsy prostokątne o czasie trwania od 0,1 do 1200 ms i różnie długiej przerwie (od 20 – 300 ms), której czas dobiera się w zależności od wskazań. Prąd ten można również otrzymać przez przerywanie prądu stałego. Uzyskane za pomocą tej elektrody impulsy prostokątne są równie długie, w zależności od czasu przepływu prądu stałego. Cechą charakterystyczną impulsu prostokątnego jest bardzo krótki, bliski zera, czas narastania i opadania wartości natężenia. Impulsy prostokątne znajdują szerokie zastosowanie w elektrostymulacji mięśni i nerwów oraz w elektrodiagnostyce. Występująca w impulsach prostokątnych szybka zmiana natężenia czyni ją ze względów elektrofizjologicznych przydatnymi tylko do pobudzania mięśni nie wykazujących zaburzeń w pobudliwości tzn. mięśni zdrowych lub nieznacznie uszkodzonych. Prądem tym nie można pobudzać do skurczu mięśni porażonych wiotko, ponieważ wówczas byłoby konieczne użycie bardzo dużych wartości natężenia, boleśnie odczuwanego przez chorego. Jednym z przeciwwskazań jest posiadanie wszczepionego rozrusznika serca oraz choroby z możliwością krwawień. Prąd złożony z impulsów prostokątnych o czasie trwania 2 ms i przerwie 5 ms jest to prąd impulsowy Traeberta. Wykazuje on dobre działanie przeciwbólowe, szybko jednak powoduje przyzwyczajenie. Wywołuje drżenie mięśniowe powodujące rozluźnienie mięśni. Z tego powodu mówi się o masażu prądem bodźcowym. Zabieg wykonuje się dwiema różnej wielkości elektrodami oddalonymi od siebie o około 3 cm. Przy zabiegach na kręgosłup stosuje się podłużny przepływ prądu, a na kończynach poprzeczny, przy czym katodę umieszcza się nad miejscem o największej bolesności. Stosuje się bodźce ruchowo podprogowe, bowiem efektem niepożądanym jest skurcz tężcowy zupełny. W miarę rozwoju adaptacji to uczucie zanika. Zabieg trwa od 8 – 15 min. Pod koniec zabiegu stopniowo należy zmniejszyć natężenie prądu. Zabiegi wykonuje się na ogół codziennie. Przy braku poprawy po trzecim zabiegu należy je przerwać, a przy poprawie stosuje się je do sześciu w serii.
Wskazania do stosowania prądów Traeberta stanowią:
stany podrażnienia korzeni nerwowych w przebiegu choroby zwyrodnieniowej stawów kręgosłupa
artrozy
zapalenie tkanki okołostawowej barku
stany po urazach
stłuczenie
skręcenie
bolesna sztywność stawów po urazach, operacjach
bóle po nastawionych zwichnięciach

METODA TENS

Jest stosowana zarówno do objawowego leczenia przewlekłych zespołów bólowych , jak i do zwalczania ostrych bólów. Wyróżnia się trzy odmiany przezskórnej stymulacji nerwów TENS:
1.Konwencjonalną przezskórną elektrostymulację nerwów, polegającą na stosowaniu prądu o stosunkowo dużej częstotliwości (10 – 200 Hz) i małym natężeniu (25 – 30 mA). Ten rodzaj prądu działa pobudzająco na układ bramki kontrolnej. Stosuje się tu również stochastyczne prądy bodźcowe o częstotliwości np. 5 – 30 Hz. Elektrody umieszcza się nad obszarem bólowym, a jeśli to nie jest możliwe, nakłada się je proksymalnie w stosunku do lokalizacji bólu nad nerwem zaopatrującym go. Pacjent najpierw odczuwa mrowienie, po czym następuje uśmierzenie bólu.
2.Przezskórną elektrostymulację podobną do akupunktury posługującą się impulsami o małej częstotliwości ok. 0,5 – 8 Hz jedno – lub dwubiegunowymi głównie prostokątnymi, niekiedy w postaci powtarzających się z małą częstotliwością salw. W obrębie salw częstotliwość impulsów jest dość duża ok. 80 Hz. Impulsy mają duże natężenie dochodzące do 100 mA. W indywidualnych przypadkach jest ono na granicy tolerancji bólowej. Za pomocą małych elektrod drażni się punkty spustowe, motoryczne lub bólowe w tkance łącznej, często pokrywające się z punktami akupunkturowymi. Tego rodzaju zabieg działa najprawdopodobniej poprzez centralny mechanizm uwalniania endorfiny. Uśmierzenie bólu występuje po ok. 20 – 30 min. drażnienia. Odmianę stanowi mikroamperowe przezskórne drażnienie nerwów. Przezskórne drażnienie nerwów podobne do akupunktury powstało na podłożu elektro-akupunktury, w której wkłute igły stanowią równocześnie elektrody. Ze względu na brak w tym przypadku oporu skóry stosuje się, tzw. prądy mikrobodźcowe o natężeniu paru mikroamperów i małej częstotliwości. Prądy te stosuje się głównie w stanach pourazowych i stanach bólowych na podłożu zapalnym w chorobach reumatycznych.
3.Hiperstymulację TENS stosującą impulsy o dużej częstotliwości (10 – 100 Hz) i dużym natężeniu do ok. 100 mA na punkty spustowe, wywołujące głęboki ból. Zabieg wykonuje się nie dłużej niż 20 min. zastosowane natężenie jest na granicy tolerancji bólowej. Melzack, który wprowadził tę metodę, nazwał ją metodą „krótkiego intensywnego drażnienia”. Mechanizm działania przeciwbólowego tej metody nie obejmuje bramki kontrolnej. Być może jego działanie przeciwbólowe jest związane z uwalnianiem endorfin.

Wskazania – obejmują przewlekłe oraz ostre zespoły bólowe np.:
bóle w stanach pooperacyjnych
bóle porodowe
w stanach pourazowych
w chorobach reumatycznych, wewnętrznych, neurologicznych, chirurgicznych, ortopedycznych, ginekologicznych
w medycynie sportowej
w chorobie zwyrodnieniowej kręgosłupa
Przeciwwskazaniem – jest stosowanie leczenia objawowego bólu we wszystkich stanach chorobowych, w których istnieje możliwość leczenia przyczynowego np. bóle występujące na podłożu guza, które ustępują po leczeniu chirurgicznym. Również przeciwwskazane są przeciwbólowe zabiegi elektrolecznicze, ze względu na bezskuteczność działania w bólach psychogennych i ośrodkowych zespołach bólowych. Nie wolno stosować przezskórnego drażnienia nerwów u osób z wszczepionym rozrusznikiem serca.

APARATY DO ELEKTROSTYMULACJI

Są to urządzenia o stałej wydajności prądowej, co oznacza, że prąd płynący przez tkanki osoby poddanej zabiegowi nie zależy od ich oporności zwykle w zakresie od 0,2 – 0,5 k. Ich konstrukcja jest zgodna z obowiązującymi normami polskimi zarówno w zakresie bezpieczeństwa osoby poddanej zabiegowi, jak i ochrony przeciwporażeniowej.

Aparat do leczenia prądem stałym i prądami impulsowymi małej częstotliwości Stymat S-110. Jest to aparat zasilany prądem zmiennym z sieci 220V; 50Hz. Maksymalna wartość prądu stałego lub impulsowego wynosi 50mA. Czas trwania impulsów i przerw między nimi jest regulowany płynnie. Kształt impulsu może być od prostokąta przez trapez do trójkąta. Aparat wykazuje kilka charakterystycznych cech eksploatacyjnych: możliwość generowania impulsów prostokątnych lub trójkątnych o czasie trwania 1000ms; modulację prądu stałego i impulsowego w granicach od 6 – 30 okresów / min.; stabilizację prądów w zakresie zmian obciążania od 200 – 3000 ; aparat ma układy zabezpieczające chorego w czasie zabiegu; posiada elektroniczny układ zabezpieczenia awaryjnego przed wzrostem natężenia na obwodzie ponad 30 wartości nastawionej.
Aparat do leczenia prądem stałym i prądami małej częstotliwości Stymat S-120. Jest to uniwersalny aparat do terapii i diagnostyki. Zasilany prądem z sieci 220V; 50 – 60Hz. Natężenie w obwodzie leczniczym jest regulowane płynnie w trzech zakresach: 0 – 1mA, 0 – 10mA, 0 – 100mA. Wytwarza prądy impulsowe od kształtu prostokąta przez trapez do trójkąta. Aparat jest przystosowany do elektrostymulacji mięśni porażonych kurczowo. Ważną cechą aparatu jest wyposażenie w szybko reagujący układ zabezpieczenia osoby poddanej zabiegowi przed przypadkowym niekontrolowanym przepływem prądu. Wytwarza specjalny rodzaj prądu zwany prądem Traeberta oraz prąd neofaradyczny.
Elektrostymulator Myostim-2. Jest to przenośny aparat, zasilany prądem sieciowym 220V; 50Hz, bardzo prosty w obsłudze, którą ułatwiają cyfrowe wskaźniki częstotliwości i czasu trwania impulsu. Wytwarza on prąd stały oraz prądy impulsowe o przebiegu trójkątnym i prostokątnym. Cechą charakterystyczną aparatu jest możliwość jednoczesnego stosowania prądu stałego z nałożonym na niego dowolnie wybranym prądem impulsowym oraz zmiana kierunku przepływu prądu. Aparat jest wyposażony w układ do pomiaru wartości średniej oraz wartości szczytowej prądu impulsowego, co umożliwia wykorzystanie go do diagnostyki ilościowej. Układy elektroniczne zabezpieczają osobę poddaną zabiegowi przed niekontrolowanym przepływem prądu oraz sygnalizują błędne ustawienie częstotliwości i czasu trwania impulsów. Regulacja prądu stałego obejmuje dwa zakresy, 0 – 2mA oraz 0 – 20mA.