Физическое обоснование и методики проведения гальванизации

Гальванизация – метод применения с лечебной целью непрерывного электрического тока малой силы (до 50 мА) и низкого напряжения (50 В).

Экспериментальные исследования и клинические наблюдения показали, что постоянный ток изменяет секреторную функцию железистого аппарата желудка, поджелудочной железы и слюнных желез, причем это воздействие зависит от полярности тока.

Этот метод применяют для:

· улучшения микроцеркуляции крови;

· повышения проницаемости сосудистых стенок;

· повышения обмена веществ;

· активации фагоцитоза;

· отвлекающего, обезболивающего действия за счет раздражения рецепторов кожи;

при следующих заболеваниях:

o болезнях периферической нервной системы (невралгии, невритах, радикулитах);

o функциональных и органических заболеваниях центральной нервной системы (ЦНС);

o хронических воспалительных процессах.

Метод гальванизации нельзя применять при злокачественных образованиях, склонности к кровотечениям, лихорадочных состояниях, гнойных воспалительных процессах, непереносимости тока.

Ткани тела человека, имеющие весьма разнородную структуру, сос­тоят в основном из белковых коллоидов, относительно плохо проводя­щих электрический ток, и растворов неорганических солей К, Na, Ca, Mg, являющихся хорошими проводниками и определяющих поэтому электропроводность ткани.

Наилучшей электропроводностью обладают жидкости организма (кровь, лимфа и др.), а также ткани, обильно пропитанные тканевой жидкостью, как, например, мышечная ткань. Тканевые жидкости по со­ставу близки к плазме крови и также представляют собой смесь колло­идных растворов органических и неорганических солей. Общая концент­рация солей в тканевой жидкости соответствует 0,85—0,90% раствору поваренной соли (изотонический раствор).

Для изотонического (8,5 г на 1 л воды) раствора хлорида натрия удельная электропроводность при постоянном токе в зависимости от тем­пературы имеет следующую величину (табл. 1).

Эти данные характеризуют порядок величины электропроводности и тканевой жидкости.

Плохими проводниками электрического тока являются нервная (мозговая), соединительная, жировая ткани. К очень плохим проводни­кам, скорее к диэлектрикам, относятся грубоволокнистая соединитель­ная ткань, сухая кожа и особенно кость, лишенная надкостницы.

Удельную электропроводность различных тканей организма при по­стоянном токе можно охарактеризовать ориентировочными данными, приведенными в табл. 2 (температура 37°С).

Оценивая электропроводность различных участков организма в це­лом и особенно устанавливая пути распределения тока между электро­дами, наложенными в определенных местах на поверхности тела, следует

Таблица 1. Удельная электропроводимость изотонического раствора натрия хлорида при постоянном токе в зависимости от температуры.

Температура, Сº	Электропроводность, Ом‾¹ * см‾¹
	0,0083
	0,0132
	0,0152
	0,0192
	0,0234

Таблица 2.

Ткани организма	Электропроводность, Ом‾¹ * см‾¹
Спинномозговая жидкость	0,018
Сыворотка крови	0,014
Кровь	0,006
Мышечная ткань	0,005
Внутренние органы	0,002-0,003
Мозговая и нервная ткань	0,7*10‾³
Жировая ткань	0,3*10‾³
Кожа сухая	10‾
Кость без надкостницы	10‾

иметь в виду, что именно содержание тканевой жидкости определяет электропроводность тканей и органов, поэтому ток между электродами проходит не по кратчайшему расстоянию, как в однородном веществе, а главным образом вдоль потоков тканевой жидкости, кровеносных и лим­фатических сосудов, содержащих жидкость оболочек нервных стволов, и т. п. В связи с этим распределение путей тока в живом организме мо­жет быть очень сложным и захватывать области, отдаленные от места наложения электродов.

Электропроводность кожи в значительной степени зависит от состоя­ния ее поверхности; сухая, особенно огрубевшая кожа почти не прово­дит электрического тока, в то время как электропроводность тонкой, мо­лодой кожи значительно выше. Значительно повышается электропровод­ность у влажной, покрытой потом или поврежденной кожи. Такое же действие оказывают гиперемия и особенно отек кожи.

Из сказанного выше можно заключить, что общее сопротивление по­стоянному току части тела между электродами обусловливается глав­ным образом сопротивлением слоя кожи и в меньшей степени слоя под­кожной жировой клетчатки в месте наложения электродов. Сопротивле­ние более глубоко лежащих тканей, особенно принимая во внимание воз­можность широкого разветвления путей тока в них, сравнительно невы­соко. В связи с этим величина общего сопротивления между электрода­ми, наложенными на поверхность кожи, в основном зависит от состоя­ния кожи и площади ее соприкосновения с электродом и мало зависит от расстояния между электродами.

Рассматривая условия прохождения постоянного тока через ткани организма, необходимо учитывать также явления электрохимической поляризации, которые могут происходить как внутри тканей, подверга­ющихся действию электрического тока, так и на поверхности наложен­ных на кожу электродов.

Внутри тканей вследствие наличия в них различных полупроницае­мых перегородок возникают местные скопления ионов, образующие про­странственные заряды того или другого знака. Заряды создают разность потенциалов, противоположную по знаку приложенному напряжению.

Продукты электролиза растворов, находящихся в тканях между элек­тродами (главным образом хлорида натрия), образуют на поверхности электродов пузырьки газа, уменьшающие активную поверхность элек­трода, а также могут образовывать с веществом электрода гальваниче­ские пары, электродвижущая сила которых направлена против прило­женного напряжения. Все это приводит к тому, что сопротивление тка­ней организма при постоянном токе выше, чем при переменном, когда эти явления отсутствуют.

Метод гальванизации заключается в воздействии на ту или иную часть тела постоянным током относительно небольшой плотности. Ток от источника подводится к тканям с помощью проводов и пластинчатых, обычно свинцовых электродов. Свинец применяется в связи с его плас­тичностью. Кроме того, вследствие малой подвижности тяжелые ионы свинца почти не принимают участия в образовании тока между элек­тродами. Однако наложение металлических электродов непосредственно на кожу недопустимо, так как образующиеся на их поверхности продук­ты электролиза основного тканевого электролита — водного раствора хлористого натрия (на отрицательном электроде гидроокись натрия и водород, а на положительном — хлорид водорода и кислород) будут ока­зывать на кожу прижигающее действие.

Чтобы исключить контакт продуктов электролиза с кожей, под элек­трод помещают прокладку толщиной около 1 см из хорошо смачиваю­щегося материала: байки, фланели или бумазеи. Эта прокладка смачи­вается просто теплой водой либо каким-либо лекарственным раствором. Во избежание случайного касания края электрода с телом, прокладка должна иметь площадь несколько большую, чем электрод, выступая за его края не менее чем на 1 см с каждой стороны. При наличии влажной прокладки вещества, выделяющиеся на поверхности металлических эле­ктродов, остаются в прокладке и не касаются кожи. Прокладка после процедуры промывается проточной водой и стерилизуется.

Два электрода с прокладками накладывают на поверхность тела так, чтобы подлежащая воздействию тока область находилась между ними. Применяется как поперечное, так и продольное расположение электродов. Последние укрепляются эластичными бинтами. На рисунке 8.1 показано наложение электродов при гальванизации (или лекарственном электрофорезе) при поперечном (а) и при продольном (б) расположении электродов. Здесь обозначено: 1 — прокладка; 2 — электрод; 3 — элас­тичные бинты, укрепляющие электрод.

Форму и размеры электродов и прокладок выбирают в зависимости от величины поверхности тела, подвергающейся воздействию. Помимо прямоугольных свинцовых электродов различных размеров и соответст­вующих прокладок, используют электроды и прокладки специальной формы: круглые с отверстием в центре (для грудных желез), почковид­ные трехлопастные (для лицевого нерва), воротниковые по Щербаку и др.

Площадь электрода может быть значительно меньше, чем площадь прокладки. Это объясняется тем, что при достаточной толщине проклад­ки ее сопротивление мало по сравнению с сопротивлением тканей тела и ток распределяется по всей площади прокладки. Например, при ворот­никовой процедуре на всю прокладку достаточно поместить 2—3 отдель­ные, соединенные проводом свинцовые пластинки, каждая размером 4х5 см.

Величину тока при гальванизации устанавливают, исходя из площа­ди прокладки и плотности тока, которая обычно находится в пределах 0,05—0,2 мА/см². Чувствительность слизистых оболочек значительно выше, чем чувствительность кожи, поэтому плотность тока в этом слу­чае снижается до 0,02—0,03 мА/см².

Как на металлической пластинке, так и на прокладке плотность тока неравномерна: она выше по краям, а также на всех неровностях или выступах, например на швах или складках. Поэтому прокладки необхо­димо периодически проглаживать утюгом, а свинцовые пластинки — спе­циальным роликом на толстом стекле или стальной плите. Поверхность свинцовых пластинок, окисляющаяся и загрязняющаяся в эксплуатации, должна периодически очищаться наждачной бумагой. Изношенные пла­стинки следует своевременно заменять новыми.

Рис. 8.1. Расположение электродов при гальванизации или лекарственном электрофорезе:

а – поперечное, б – продольное.

Электроды подключают к аппарату с помощью проводов, припаян­ных к свинцовой пластинке или присоединенных к ней специальными за­жимами. Провода применяют гибкие (многожильные), сечением 0,75—1 мм² в хлорвиниловой или резиновой изоляции.

В последнее время появились электроды, изготовленные из упрочнено-углеродистой ткани. Ткань, состоящая на 98% из углерода, явля­ется хорошим проводником и в то же время не выделяет ионов в рас­твор. Несколько слоев байки и слой проводящей ткани прошиваются так, что образуется единая конструкция - электрод с прокладкой. В карман над проводящей тканью вкладывается металлическая пластинка, соеди­ненная с питающим проводом. Имеются также попытки создать электрод из токопроводящей резины или полимера.

Сопротивление цепи между электродами при различных процедурах находится в весьма широких пределах. Это сопротивление складывается из переходного сопротивления между электродами и прокладками, сопротивления самих прокладок, переходного сопротивления между прокладками и кожей и, наконец, сопротивления кожи и тканей тела, по которым проходит ток. При этом надо учитывать, что переходное сопро­тивление между прокладкой и кожей, так же как и, сопротивление са­мой кожи, зависит от плотности тока и времени его действия. При дли­тельном контакте кожи с влажной прокладкой поверхность ее увлаж­няется и сопротивление ороговевшего слоя эпидермиса значительно снижается.

В целом при большей части местных процедур на туловище и конеч­ностях при площади прокладок в пределах 100—200см² и токе 10—20мА сопротивление постоянному току составляет в среднем 500—1000Ом; при малой площади прокладок и соответственно токе 4—5мА оно может увеличиваться до 2000—3000Ом. При глазнично-затылочном расположении электродов и при токе в пределах 1—2мА сопротивление повышается до 5000—6000Ом. Поэтому источник тока для гальванизации при местных процедурах должен обеспечивать напряжение на электродах до 50В.

При проведении процедур гальванизации ток регулируют постепенно. Пациент должен ощущать под электродами легкое покалывание и жже­ние. Болезненные ощущения могут возникать при неравномерном при­легании прокладок или при повреждениях кожи. В этом случае необхо­димо расправить прокладку, а порезы, трещины и другие повреждения кожи закрыть пластырем.

Под действием гальванического тока в тканях, расположенных меж­ду электродами, усиливается крово- и лимфообращение, стимулируются обменные процессы, проявляется болеутоляющее действие.

Движение в растворах под действием сил электрического поля ионов (ионофорез) или более крупных электрически заряженных частиц (элек­трофорез) используют в электротерапии для введения в организм ле­карственных веществ. Для этого прокладки под электродами смачива­ют раствором соответствующего вещества. Лекарственные вещества (табл. 3) вводят в организм в соответствии со знаком заряда, кото­рый принимают частицы этих веществ при диссоциации в растворе: от положительного электрода вводят ионы металлов, а также положительно заряженные в растворе частицы сложных веществ (хинин, новокаин и др.), от отрицательного электрода вводят ионы кислотных радикалов, а также отрицательно заряженные в растворе частицы сложных ве­ществ (сульфидин, пенициллин и др.).

Весьма важно при лекарственном электрофорезе свести к минимуму присутствие в растворе посторонних, так называемых паразитарных ионов. По этой причине растворы лекарственных веществ готовят на дистиллированной воде. Для каждого лекарственного вещества рекомендуется использовать отдельные прокладки. После процедуры про­кладки промывают в проточной воде, кипятят и сушат в специальном су­шильном шкафу.

При использовании сильнодействующих или дорогостоящих лекарст­венных веществ раствором пропитывают не прокладку, а подкладываемую под неё сложенную в несколько слоев фильтровальную бумагу или марлю (прокладка смачивается водой).

При электрофорезе необходимо, чтобы образующиеся на электродах продукты электролиза не снижали его активности. Для этого применяется многослойная прокладка с буферным раствором. На тело пациента накладывается фильтровальная бумага (один слой) или марля (2-3 слоя), смоченные раствором пенициллина, затем простая матерчатая прокладка, смоченная тепловатой водой, буферная прокладка из фильтровальной бумаги (3 слоя) или марли (4-5 слоев), смоченная 5% раствором глюкозы или 1% раствором гликоля, вторая простая прокладка, смоченная водой, сверху накладывается свинцовая пластинка (электрод).

Для специальных целей, например в глазной практике, применяют также наливные электроды, состоящие из глазной ванночки, в которую вмонтирован угольный или платиновый электрод.

Ванночка прикладывается к глазу и через входящую в нее сбоку трубку заполняется лекарственным раствором. Процедура может проводиться как с закрытым, так и с открытым глазом. Второй электрод помещается на задней поверхности шеи.

Помимо местных процедур, применяют и «общую гальванизацию», при которой ток проходит через туловище пациента. Один из способов общей гальванизации - использование в качестве электродов для конечностей ванн из фаянса или полимера. Четыре ванны (для каждой конечности отдельно) заполняют теплой водой или лекарственным раствором и включают в цепь постоянного тока с помощью угольных электродов.

Процедура проводится в положении больного сидя. Нижние конечности погружают в воду до коленного сустава, у верхних конечностей должны быть покрыты водой локтевые суставы.

С помощью ванн достигается воздействие на большую поверхность тела, чем это возможно при использовании обычных электродов с прокладками. Существенно также сочетание действия постоянного тока и теплых ванн, повышающее эффективность гальванизации и электрофореза лекарственных веществ.

Таблица. Вводимые в организм вещества, их концентрация и полярность.

Вводимый в организм ион или частица	Употребляемое вещество	% раствора
1. Частицы, вводимые с положительного электрода
Адреналин	Адреналина гидрохлорид	0,1
Аконитин	Аконитина нитрат	0,001-0,002
Витамин В1	Тиамин	2-5
Гистамин	Гистамина гидрохлорид	0,01
Дионин	Дионин	0,1
Кальций	Кальция хлорид	1-10
Кодеин	Кодеина фосфат	0,1-0,5
Литий	Лития хлорид, лития салицилат	1-5
Магний	Магния сульфат	5-10
Новокаин	Новокаина гидрохлорид	1-5
Пилокарпин	Пилокарпина гидрохлорид	0,1-1
Стрептомицин	Стрептомицина хлоркальциевая соль
Хинин	Хинина дигидрохлорид
Эуфиллин	Эуфиллин
Эфедрин	Эфедрина гидрохлорид	0,1-2
2. Частицы, вводимые с отрицательного электрода
Бром	Калия бромид, натрия бромид	2-5
Витамин С	Аскорбиновая кислота	5-10
Йод	Калия йодид, натрия йодид	2-5
Кофеин	Кофеин-натрия бензоат в 5% растворе соды
Никотиновая кислота	Никотиновая кислота
Пенициллин*	Пенициллина натриевая соль
Салицилат	Натрия салицилат	1-10
Стрептоцид белый	Стрептоцид белый в 1% растворе соды	0,8

*Стрептомицин и пенициллин применяются в среднем из расчета 600-1000 ЕД на 1 см² прокладки (5000-10000 ЕД на 1 мл физиологического раствора).

При электрофорезе образуется сложная цепь из растворов, которыми пропитаны прокладки, и элек­тролитов (в основном хлорида натрия), входящих в состав тканей организма. При этом ионы или заряженные частицы соответствующего знака из раствора, которым смочена прокладка, переходят в подлежащие ткани организма, а из тканей организма навстречу им поступают ионы натрия или хлора. На рисунке 8.2условно показано также образование у полупроницаемых перегородок а, б пространственных зарядов (скопление ионов), которое лежит в основе поляризационных явлений и, в частности, придает тканям емкостные свойства.

Оценивая количество перемещающихся при электрофорезе через кожный покров ионов следует иметь в виду, что справедливые для свободного раствора электролита законы Фарадея не могут быть использованы. С помощью электрофореза вводится обычно не более 10—20% содержащегося в растворе лекарственного вещества.

Введенные в организм ионы не проникают на большую глубину, они задерживаются в коже и подкожной клетчатке в области расположения электродов, образуя так называемое «кожное депо», из которого затем постепенно в течение длительного срока путем диффузии переходят в общий ток крови и разносятся по всему организму. При этом частицы теряют свой заряд, а ионы превращаются в атомы, химические свойства которых отличны от свойств ионов.

Рис. 8.2. Схема движения ионов при электрофорезе.

Особенностью лекарственного электрофореза является поступление лекарств в организм в электрически активном состоянии и в сочетании с действием постоянного тока. Это обеспечивает повышенную фармакологическую эффективность лекарства.

3.1.2. Гальванизация и лекарственный электрофорез аппаратом «Поток».

Аппарат «Поток-1» предназначен для проведения процедур гальванизации и лекарственного электрофореза.

Основные технические данные аппарата: максимальный выходной ток 50 мА (при активной нагрузке 500 Ом), коэффициент пульсации тока не более 0,5%; питание от сети переменного тока частотой 50 Гц напряже­нием 127 В+10% и 220 В+10%; потребляемая из сети мощность не бо­лее 15 ВА; аппарат выполнен по II классу защиты от поражения элек­трическим током; габаритные размеры 260X230X80 мм; масса аппарата не превышает 3 кг.

Аппарат представляет собой питаемый от сети регулируемый источ­ник постоянного тока. Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на рисунке 8.3.

Питание аппарата от сети производится через трансформатор Тр. На­пряжение вторичной обмотки (выводы 6 — 8) подается на выпрямитель, собранный по мостовой схеме на блоке диодов Б1. Фильтрация осущест­вляется двухзвенным резистивно-емкостным фильтром на электролити­ческих конденсаторах 1 — 4 и резисторах 1, 2. Эффективность фильтра такова, что даже в случае значительного уменьшения со временем емко­сти конденсаторов обеспечивается пульсация выходного тока не более 0,5%. Это необходимо, чтобы в максимальной степени исключить пере­менную составляющую, имеющую иное физиологическое действие, чем постоянный ток.

С выхода фильтра выпрямленное напряжение подается на перемен­ный проволочный резистор 3, ось которого выведена на панель управле­ния и снабжена ручкой для регулировки тока в выходной цепи.

Рис. 8.3. Принципиальная электрическая схема аппарата «Поток-1».

Для получения более растянутой регулировочной характеристики в области малых токов обмотка резистора в начальной части имеет посте­пенно увеличивающуюся ширину.

Для измерения выходного тока в его цепь включен миллиамперметр ИП, установленный на панели управления.

Аппарат имеет два диапазона выходного тока и соответственно два предела измерений. Переключение с диапазона 50 мА на диапазон 5 мА производится коммутацией отводов повышающей обмотки трансформа­тора переключателя ВЗ (ручка «5—50» на панели управления). Одно­временно переключаются выводы миллиамперметра и вместо верхнего предела измерений 50 мА устанавливается предел 5 мА.

Для того чтобы исключить толчки тока в выходной цепи в случае пе­реключения диапазонов или включения аппарата в сеть при введенной ручке регулятора тока, в аппарате имеется автоматическая механическая блокировка, связывающая ось регулятора тока R3, переключатель диа­пазонов тока ВЗ и сетевой выключатель В1..

Сетевая обмотка трансформатора секционирована для включения в сеть напряжением 220 В. Переключение производится переключателем-предохранителем В2. Индикацию о включении сети обеспечива­ет сигнальная лампа Л.

Устройство аппарата.

Аппарат (рис. 8.4) имеет корпус из ударопрочного полистирола, состоящий из собственно корпуса и съем­ного дна. На верхней стенке корпуса, служащей панелью управления, расположены: слева — миллиамперметр 1, глазок 2 сигнальной лампы; справа — ручка 3 регулятора тока, переключатель 4 — диапазонов тока пределов измерения миллиам­перметра «5—50», сетевой выклю­чатель 5 «Вкл.— Выкл.», выход­ные гнезда 6 (плюс «+» — крас­ная клавиша, минус «—» — белая клавиша). В дне корпуса имеется отверстие для доступа к держате­лю предохранителя.

Рис. 8.4. Общий вид аппарата «Поток-1» с приставкой.

Шасси аппарата, изготовлен­ное из изоляционного материала, со смонтированными на нем дета­лями и элементами показано на рис. 8.5. Слева размещены миллиамперметр 1, сигнальная лампа 14, держатель предохрани­теля 13. В средней части установ­лены фильтровые конденсаторы 2, трансформатор 12. Справа нахо­дится выходной потенциометр 3, переключатель 8 диапазонов тока и пределов измерения миллиам­перметра, выключатель сети 10, выходные пружинные клеммы 11. Выходной потенциометр и пере­ключатели связаны механической блокировкой. Напрессованный на ось потенциометра диск 4 с проре­зью нажимает на ролик поворачи­вающегося вокруг оси 6 рычага 5. Рычаг давит на перемещающиеся по оси ползушки 7 и 9. Ползушки подпружинены цилиндрическими одетыми на ось пружинами.

Работа блокировочного устройства происходит следующим образом. В начальном положении потенциометра ролик входит в прорезь диска 4 и рычаг 5 отпускает ползушки 7, 9 настолько, что они отводятся пружи­нами в сторону и не мешают повороту клавишей сетевого переключате­ля и переключателя диапазонов. После того как потенциометр выведен из нулевого положения, диск нажимают на ролик и, если клавиши на­ходились в положении «Выкл.» и «50», то рычаг устанавливает выступы ползушек под клавишами переключателей. При этом клавиши уже не могут быть переведены в положение «Вкл.» и «5».

Если поворот ручки потенциометра произведен при установке клави­шей переключателей в положение «Вкл.» и «5», то ползушка 9 упира­ется в боковую поверхность клавиши сетевого выключателя 10 и не ме­шает переводу ее в положение «Выкл.». Ползушка же 7 своим выступом входит в прорезь клавиши переключателя диапазонов, и перевести кла­вишу в положение «50» при этом невозможно. Таким образом, включить аппарат в сеть и перейти на другой диапазон тока можно только при установке ручки выходного потенциометра в нулевое положение (новорот против часовой стрелки до упора). Выключение же напряжения сети может быть произведено при любом положении ручки потенциометра.

Рис. 5. Шасси аппарата «Поток-1».

Проверив правильность установки переключателя напряжения сети и переведя выключатель сети в положение «Выкл.», переключатель диапазонов в положение «5», а ручку регулировки выходного тока в нулевое положе­ние, включают вилку сетевого шнура в розетку питающей сети. Подклю­чают к выходным зажимам соединительные провода и укрепляют в их зажимах выбранные электроды. Наложив на тело больного электроды с прокладками, смоченными водой или лекарственным раствором (при проведении процедур лекарственного электрофореза), включают сетевое напряжение (при этом загорится глазок на панели управления) и, плавно поворачивая ручку регулятора, устанавливают необходимое значение тока. При этом ориентируются на ощущения пациента и показания прибора. Следует иметь в виду, что в течение первых минут после начала процедуры сопротивление тела несколько уменьшается, что при­водит к увеличению тока. По этой причине в начале процедуры необходимо следить за величиной тока и при необходимости подрегулировать его.

Для изменения диапазона тока предварительно выводят в начальное положение ручку регулятора тока, в противном случае блокировка не позволит произвести переключение. После окончания процедуры выводят в начальное положение ручку регулятора тока и снимают электро­ды с пациента. При перерыве в работе выключают сетевое питание, пе­реведя ручку сетевого выключателя в положение «Выкл.».