Аппаратура для низкочастотной импульсной электростимуляции. Современные тенденции развития. Классификация

23 Марта в 14:55 978 0


Электрический ток с теми характеристиками, которые рассмотрены выше, адекватен биологическим структурам и электрофизиологическим процессам организма.

Поэтому нет практически ни одного органа, функциональной системы организма, к которым не "примерялась" бы электростимуляция.

Априорно можно сказать, что электрический сигнал любых форм и параметров (в диапазоне терапевтических интенсивностей, разумеется) окажет влияние на физико-химические и физиологические процессы биологических структур.

Поскольку параметров сигнала очень много, а функционирование органов и систем организма сложно и многообразно, то тут, образно выражаясь, "возможны варианты". Что и наблюдается.

Если учесть за последние 50 лет модели аппаратов, обозначившиеся тем или иным способом: на рынке медицинской техники, на специализированных выставках, в различных публикациях, заявленных как изобретения, но ждущих своего воплощения - то счет пойдет на сотни.

Возникает вопрос - какие силы порождают это многообразие. Попробуем ответить. Отметим некоторые факторы влияния.

Человеческий фактор

В различных подразделениях, занимающихся разработкой и внедрением электростимуляционной аппаратуры, под крышами ВУЗов, НИИ, фирм производителей есть "мозговые центры", где малочисленные группы специалистов влияют на ход событий, исповедуя свои, различающиеся по группам, концепции развития "опекаемого направления".

В Киеве, например, где, пишутся эти строки, на базе коллектива, начавшего в начале 60-х годов работы по электростимуляции на единой платформе, выделились три группы, исповедывающие и по сей день существенно отличающиеся подходы к проблемам электростимуляции.

Для возникновения разнообразных концепций есть благоприятная почва, даже если судить по тому, что было высказано ранее. Успехи есть во всех группах и, в конечном итоге, любые результаты способствуют движению в направлении выявления оптимальных режимов и созданию оптимальной аппаратуры.

Области и цели применения элетростимуляции

В последние десятилетия отмечаются успешные или имеющие тенденцию к успеху попытки применить электростимуляцию в различных сферах человеческой деятельности и с целями, выходящими за рамки электротерапии.
Уже название некоторых характерных областей использования ЭС и целей, которые стремятся достичь с помощью электростимуляции, показывает, что для удовлетворения обозначенных потребностей нужна аппаратура с различной совокупностью параметров сигнала, различного конструктивного исполнения, набора принадлежностей и методического обеспечения.

Характерные области использования электростимуляции:
  • специализированные больницы,
  • полевые госпитали,
  • космические станции,
  • мобильные группы (геологи, туристы и др.),
  • тренировочные центры различных видов спорта,
  • некоторые виды производственной деятельности, салоны, специализированные на эстетике тела и косметических услугах,
  • индивидуальные пользователи.
Помимо перечисленных областей необходимо отметить:
  • оздоровительные, восстановительные, тренировочные и эстетические цели: повышение общей сопротивляемости организма неблагоприятным фактором среды обитания,
  • компенсация дефицита естественных факторов (при ограниченной подвижности и при отсутствии гравитации),
  • повышение выносливости, работоспособности,
  • снятие усталости, ускорение восстановления,
  • спортивные тренировки, улучшение эстетики тела.

Научно-технический прогресс

Научно-технический прогресс неумолимо делает свое дело: любое очень хорошее изделие делают еще чуть-чуть лучше. Но важно знать в какой плоскости это происходит.

Выше были рассмотрены значимые характеристики аппаратуры, непосредственно определяющие результаты электростимуляции, назовем их характеристиками первого ряда; сопутствующие характеристики, способствующие более эффективному проведению процедур, назовем их характеристиками второго ряда; не рассматривались характеристики, определяющие чисто технические особенности аппаратуры, назовем их характеристиками третьего ряда - сюда можно отнести такие характеристики: характер источника питания (сетевой, батарейный, комбинированный), длительность работы от одного комплекта батарей, надежность, конструктивные особенности, удовлетворение эргономических и эстетических требований, материалы для изготовления аппаратуры, электродов, систем фиксации электродов и другие характеристики.

"Давление" научно-технического процесса ощущается в основном на характеристики второго и третьего ряда. Появляющиеся новые по виду аппараты по своей функциональной сути могут оказаться и оказываются старыми приборами в новой упаковке.

Разрешение ряда проблем, затрагивающих характеристики первого ряда, могло бы способствовать появлению новой по своей сути аппаратуры, в полном смысле аппаратуры нового поколения.

Примеры таких проблем: диагностика сообразно целям электростимуляции, выбор контролируемых параметров биологических структур, выработка обобщенных показателей путем обработки контролируемых параметров, предсказание по сдвигам контролируемых параметров и обобщенных показателей близких и отдаленных по времени последствий электростимуляции, выбор управляемых параметров и режимов.

Разрешение этих вопросов способствовало бы созданию более эффективной аппаратуры с обратными связями, с адресным воздействием на определенные биологические структуры и физиологические процессы самонастраивающейся аппаратуры.

Рынок и мода

Производители иных технических новинок с завидной настойчивостью внедряют их где только можно, в том числе и в электростимуляторы. Новинки затрагивают характеристики второго и третьего ряда, но не вносят что-то нового, а являются дополнением к уже имеющимся либо одно хорошее техническое решение подменяют другим. Новизна лишь в повышении цены аппарата.

Примеры таких новшеств: звуковые сигнализаторы в дополнение к световым, включение голосом, магнитные карточки, вычурные конструкции аппаратов, электродов, систем фиксации электродов.

Характерная ситуация: при обсуждении характеристик разрабатываемого аппарата заказчик высказывает пожелания чтобы на передней панели было побольше всяких световых индикаторов, но не может ответить, какую информацию нужно индицировать; чтобы аппарат был как-то связан с компьютером, но что, как, и зачем обрабатывать на этом компьютере не представляет.

Классификация

Общепризнанная классификация низкочастотных импульсных электростимуляторов на современном этапе развития не сформировалась. Известные классификации несут отпечаток явно выраженного субъективного подхода.



Предлагаемая классификация - это попытка подойти к этому вопросу с других позиций.

Отличительной особенностью любого раздела техники, науки или практической деятельности является использование специальных терминов и понятий, из которых складывается профессиональный язык, необходимый для однозначной трактовки описываемых явлений, для совершенствования формализации терминологии и для составления официальных документов профессионального характера (публикации, отчеты, периодические документы).

Более того, объективный анализ фактического состояния ситуации и сопоставление этих результатов с аналогичными в других регионах возможен только при условии использовании однозначно трактуемых классификационных терминов, используемых для обозначения какого-либо параметра, события, действия или состояния. Применительно к электростимуляции - как к мультидисциплинарному разделу биологии существует настоящий хаос в терминах и понятиях, относящихся и к электростимулирующим устройствам (ЭСУ). Такое состояние требует хотя бы краткого комментария к классификации ЭСУ.

Прежде всего нужно подчеркнуть, что классифицировать - означает провести разделение по группам, разрядам, классам с целью создания закономерно расположенных и находящихся во взаимной связи частей.

Разделение с сохранением взаимной связи частей предполагает использование терминов с однозначной трактовкой и единой смысловой сущностью таких терминов.

Классификация проведена по трем критериям, которые дополняют друг друга:
  • базовый сигнал электростимуляции,
  • назначение электростимуляторов, технические особенности электростимуляторов.

Классификация по базовому сигналу комментариев не требует
Классификация по базовому сигналу комментариев не требует

Классификация по назначению

Характерной особенностью аппаратуры для исследований является повышенная точность установки параметров сигналов, измерение и контроль сигналов, возможности регистрации и обработки информации. Эти особенности касаются как аппаратуры для электрофизиологических исследований, так и для электростимуляции.

Особенности аппаратуры для лечебных целей вызваны тем, что для больных характерны более широкий разброс характеристик органов, тканей и функциональных систем организма, чем для здоровых людей.

Поэтому аппаратуру для лечебных целей отличает более широкая совокупность параметров и большие диапазоны их значений. В многоканальных аппаратах для лечебных целей, например, на каждом канале требуется большее число независимых (индивидуальных) регулировок параметров. Структуры многоканального сигнала для корректировки нарушенных двигательных актов должны быть более разнообразны, тогда как в стимуляторах широкого применения для моделирования двигательного акта можно ограничится усредненным портретом движения.

Аппаратура для лечебных целей применима для здоровых людей, тогда как аппаратура для широкого применения не всегда имеет достаточные характеристики для определенных лечебных целей.

Все вышесказанное в полной мере относится к универсальным электростимуляторам, аппаратам стационарного типа с широким диапазоном функциональных возможностей.

Специализированная аппаратура имеет определенные характеристики для узконаправленных целей, может быть выполнена в портативном исполнении, что бывает принципиально важно.

Примером специализированных аппаратов, как по характеристикам так и по конструкции, могут служить кардиостимуляторы. Хорошо изученные принципы работы сердца, освоенные методы регистрации и анализа биопотенциалов, отражающих работу сердца (кардиограмма) и позволяющие оценить нарушения в работе, дали возможность четко сформулировать и определить пути решения задачи компенсации нарушений в работе сердца. Каордиостимуляторы имеют свою классификацию, один из критериев классификации - особенности технических решений аппаратов.

Другим примером ярко выраженной специализации может служить электростимулятор желудочно-кишечного тракта в виде капсулы для глотания. Направление электростимуляции желудочно-кишечного тракта активно разрабатывается, известны специализированные аппараты и другого типа.

Наблюдаются тенденции специализации аппаратуры для электросна, электроаналегезии, для стимуляции мочевого пузыря, опорно-двигательного аппарата, в акушерстве.

На рисунке различные специализированные аппараты условно обозначены номерами 1,2.. .n.

Аппаратуру для широкого применения можно было бы назвать аппаратурой для практически здоровых людей. Отсюда и преимущественное использование для профилактики, тренировки спортсменов, повышения сопротивляемости организма влиянию вредных факторов, снятия утомления и т.п.

Но и здоровые люди на короткий период периодически попадают в разряд больных. Для несложных заболеваний при наличии электростимулятора широкого применения можно проводить лечение в домашних условиях, руководствуясь рекомендациями инструкции по применению аппарата либо по указанию врача.

Аппаратура общего назначения - это упрощенный вариант универсальных аппаратов для лечения. Аппаратура специального назначения может отличаться от аппаратуры общего назначения меньшей совокупностью параметров сигнала, конструкцией, набором специальных электродов.

К разряду аппаратов специального назначения можно отнести аппараты для использования в космосе, для тренировки спортсменов различных видов спорта, экспедиций, индивидуальных противоболевых аппаратов и др.

На рисунке различные аппараты специального назначения условно обозначены 1,2.. .n.

Классификация по техническим особенностям

Учтены наиболее характерные особенности, хотя можно использовать и более широкий спектр признаков.

Аппаратура, применявшаяся для описанных в книге исследований и практического использования, классифицируется по предложенной классификации таким образом.
  • Базовый сигнал - импульсы (видеоимпульсы).
  • Назначение - для широкого применения, общего назначения.
  • Технические особенности - многоканальная, управляемая в ручную.
В заключении можно сказать, что электростимуляция по сей день - это в большой степени эмпирический интуитивно-творческий подход к решению задач, как со стороны медиков, так и со стороны разработчиков аппаратуры.

В. Ю. Давиденко
Похожие статьи
показать еще
 
Реабилитация и адаптация