Гальванизация

Этот раздел важен для понимания и грамотного применения приборов электролечения.

Краткие сведения об электрических явлениях. Электрический ток представляет собой направленное движение свободных электрических зарядов. Если в металлах свободными зарядами являются электроны, то электрический ток в человеческом организме - это движение положительных и отрицательных ионов в противоположных направлениях. Электрический ток описывается следующими терминами:

- Количество зарядов, протекающих через поперечное сечение проводника. Измеряется в кулонах (Кл).
- Напряжением между двумя точками проводника (разность потенциалов). Измеряется в вольтах (В).
- Сила тока - количество заряда, протекающее через поперечное сечение проводника в единицу времени. За единицу силы тока принимается ампер (А), численно равный заряду в 1 кулон, протекающий через поперечное сечение проводника, за 1 сек. В электролечении обычно силу тока измеряют в миллиамперах (1мА = 0.001 А), или микроамперах (1мкА = 0.000001 А).
- Сопротивление электрическому току - измеряется в омах (Ом).

1 Ом - сопротивление проводника, по которому при разности потенциалов 1 В протекает ток силой 1 А.

Сопротивление, напряжение и сила тока связаны друг с другом законом Ома: сила тока прямо пропорциональна напряжению тока и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Существует большое количество различных вариантов электролечения, но в данном разделе представлен краткий материал по лечению методом гальванизации - как наиболее близкому к предлагаемому методу и прибору. Гальванизация - применение постоянного электрического тока невысокого напряжения и небольшой силы тока - используется в лечебных целях более 200 лет и имеет хорошее физиологическое обоснование. Электрический ток распределяется в тканях тела в зависимости от напряжения между электродами и омического сопротивления в каждой точке тела на пути электрического тока. Это сопротивление зависит от многих факторов. Наибольшее сопротивление току оказывает кожа, кость, соединительные ткани, наименьшее - жидкие среды и богатые жидкостью ткани - кровь, лимфа, мышцы.

Факторы, влияющие на сопротивление кожи. Основной величиной в общем сопротивлении тела человека следует считать наружное активное сопротивление, зависящее от состояния кожных покровов. Достаточно незначительного нарушения кожного покрова, чтобы сопротивление кожи резко упало. Пот и влага снижают сопротивление кожи в 12 раз. Мозоли и огрубелость кожи повышают сопротивление кожи. У человека с холеными руками сопротивление кожи меньше, чем у человека, занимающегося физическим трудом. Сухая кожа имеет увеличенное сопротивление.

Сопротивление также зависит от силы прижима электрода - с ростом давления оно уменьшается. Например, при увеличении давления с 0.5 кг/см2 до 1.5 кг/см2 сопротивление падает в среднем на 20%. Сопротивление меньше, если электрод находится на внутренней поверхности кисти, чем тогда, когда электрод расположен на 21-ой тыльной поверхности. Причина - наличие большого количества потовых желез на ладони. Сопротивление тела резко меняется от приложенного напряжения. Так, при приложении 350 вольт сопротивление тела в 10 раз меньше, чем при напряжении 20 вольт. Это уменьшение сопротивления происходит из-за увлажнения кожи потом, которое усиливается при раздражении желез током. Сухая кожа обладает сопротивлением порядка Ю6Ом. Если на кожу накладывают электроды с влажными прокладками - ее сопротивление понижается до сотен Ом.

Сопротивление человеческого тела уменьшается с увеличением времени воздействия электрического тока, что объясняется разогревом кожи, имеющей отрицательный температурный коэффициент, и повышением влажности, вследствие более длительного потовыделения. У сонного человека сопротивление в 15-17 раз больше, чем у бодрствующего, так как во сне замедляется активность потовых желез. У спокойного человека сопротивление выше, чем у возбужденного, особенно если это возбуждение вызвано алкоголем. У женщин и детей сопротивление тела меньше, чем у мужчин из-за более нежной кожи. Сопротивление кожи также растет с возрастом вследствие большей сухости кожи, ослабления деятельности потовых и сальных желез и уменьшения кровенаполнения сосудов кожи.

Электробезопасность. Приведем физиологическое действие тока частотой 50 Гц в петле рука-рука:

Ток 0.9-1 мА. Ток не ощущается.
Ток 1-3.5 мА. Ток ощущается без болезненных явлений, но есть покалывание и небольшой зуд.
Ток 5-7 мА Боль в руках, легкая судорога в верхней части рук. Ток 15-16 мА. Руки разжимаются с трудом.
Ток 21-22 мА. Предел выдерживания у крепких людей.

Безопасное значение переменного тока - до 20 мА. Поражение переменным электрическим током возникает при силе тока в 5-6 раз меньшей, чем при поражении постоянным током. То есть постоянный ток более безопасен, чем переменный.

Основные явления, имеющие место при гальванизации.

Электролиз. Подходя к электродам, ионы восстанавливают свою наружную оболочку. Взаимодействуя с водой, эти атомы образуют под анодом кислоту (HCI), а под катодом щелочь (КОН, NaOH).

Изменение поляризации возбудимых тканей. Под катодом имеет место частичная деполяризация - физиологический катэлектротон. Под анодом имеет место частичная гиперполяризация - физиологический анэлектротон. Между наружной поверхностью клетки и ее протоплазмой в состоянии покоя существует разность потенциалов примерно -90 мВ. Эту разность потенциалов называют потенциалом покоя. Если участок нервного или мышечного волокна подвергнуть действию электрического тока, то в этом участке возникает возбуждение, которое проявляется в виде быстрого колебания мембранного потенциала и называется потенциалом действия. При воздействии электричеством потенциал действия возникает в тот момент, когда деполяризация мембраны достигает критического уровня, например -60 мВ. Величина этого критического уровня зависит от потенциала покоя.

Приложив электрический потенциал к мышечным или нервным клеткам можно увеличить или уменьшить по абсолютной величине потенциал покоя. Естественно, что, при уменьшении по модулю потенциала покоя, величина электрического стимула для возникновения потенциала действия уменьшается, и наоборот, увеличение по модулю потенциала покоя требует увеличения электрического импульса для возникновения потенциала действия.

Электродиффузия - изменение проницаемости мембран возбудимых тканей, увеличение пассивного транспорта крупных белковых молекул и других веществ.

Электроосмос - движение раствора электролита вдоль стенок капилляров или поверхности каналов (пор) под действием внешнего электрического поля. Полагают, что через стенку проксимального отдела нефрона наряду с обычным осмосом возможен и электроосмотический ток жидкости.