/
Text
A. P, ЛИВЕНСОН
ЭЛЕКТРОМЕДИЦИНСКАЯ
АППАРАТУРА
I
ИЗДАНИЕ 5-е, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Допущено Главным управлением учебных заведений
Министерства здравоохранения СССР
в качестве учебника для учащихся по специальности
«Монтаж и ремонт злектромедицинской и рентгеновской
аппаратуры»
МОСКВА «МЕДИЦИНА» 1981
" '«к '
3
34.7. ‘ !~ '
УДК 615.47:[615.84-|-б16-073.7] (075.32)
Электр оме дицинская аппаратура. А.Р.Ливенсо п,— 5-е изд., перераб. и доп.— М.г
Медицина, 1981.—344 с., ил.
В учебнике систематизированно излсжены описание устройства и основные дан-
ные по эксплуатации наиболее распространенных в медицинской практике типол
электромедицинских приборов и аппаратов. Каждой группе диагностических прибо-
ров и терапевтических аппаратов предпосылаются физические обоснования соответ-
ствующего метода диагностики или лечебного воздействия на организм, а при описании
электрической части и конструкции приборов и аппаратов даются необходимые-
разъяснения по принципу их работы.
По сравнению с предыдущим, четвертым, изданием в учебник внесены следующие-
изменения: введена глава, посвященная ультразвуковым диагностическим приборам,,
а также разделы, в которых рассмотрены аппараты для магнитотерапии, для электро-
аэрозольтерапии, электрокардиостимуляторы. Расширена первая глава за счет вклю-
чения описаний приборов для регистрации биопотенциалов мозга, желудка.
Учебник написан в соответствии с программой, утвержденной Министерством!
здравоохранения СССР, и предназначен для учащихся средних специальных учебных
заведений по специальности «Монтаж и ремонт рентгеновской п электромедицинсков
аппаратуры».
ИБ № 2379
ЛИВЕНСОН АНАТОЛИЙ РУВИМОВИЧ
Электромедицинская аппаратура
Редактор В. А. Гаврилин
Художественный редактор Т. М. Смога Переплет художника Л. Д. Виноградовой
Технический редактор Н. И. Людковская Корректор Н. П. Фокина
Сдано в набор 11.10.79 Подписано к печати 8.05.80 Формат бумаги 70Х1081/,., Бум. тип. № ?
гарнитура лит. Печать высокая. Усл. печ. л. 32,20 Уч.изд. л. 31,23 Тираж |( ООО экз. Заказ № 747
Цена 1 р. 30 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Медицина», Москва, Петроверигский пер., 6/8
Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая
типография имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР»
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли Москва, М-54, Валовая, 28
Отпечатано-с готового набора в 11-й типографии Союзполиграфпрома, Москва, Нагатинская ул.,
д. 1. Зак. 1471.
nvivo-ioe
Л ~039(bl>-Sl 33'79, 4103000000
Издательство «Медицина», Москва. 1984
KWfts!’
*
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЯТОМУ ИЗДАНИЮ
Электромедицинская аппаратура—наиболее интенсивно развиваю-
щаяся область медицинской техники. За время, прошедшее с момента
выхода в свет последнего (четвертого) издания учебника, сменилось
большинство моделей выпускаемых промышленностью электромедицин-
ских приборов и аппаратов, в медицинской практике получили примене-
ние новые методы диагностики и лечения. Все это вызвало необходи-
мость переиздания учебника.
В учебнике освещены характеристики диагностических приборов, те--
рапевтических аппаратов и рассмотрен ряд общих вопросов, связанных
С эксплуатацией электромедицинской аппаратуры.
По сравнению с предыдущим изданием учебник дополнен новой гла-
вой, в которой рассмотрены получившие распространение за последние
годы ультразвуковые диагностические приборы. Значительно расшире-
ны сведения о диагностической аппаратуре для регистрации биопотен-
циалов. Приведены физические обоснования основных методов исследо-
вания биопотенциалов тканей и органов, дана общая характеристика
приборов для регистрации биопотенциалов, описаны их основные пред-
ставители. В учебник включены новые разделы, посвященные электро-
кардиостимуляторам, электроаэрозольной аппаратуре, аппаратам для
магнитотерапии. Большинство из рассмотренных в учебнике приборов
и аппаратов являются новыми моделями.
Так же как и в предыдущих изданиях, принципиальные электриче-
ские схемы и технические данные приборов и аппаратов приведены со-
гласно заводским техническим описаниям. Для удобства читателей на
схемах дополнительно указаны номинальные значения деталей и эле-
ментов.
В подготовке данного издания не смог принять участие Н. М. Ли-
венцев, автор первых трех изданий и соавтор четвертого. В первых из-
даниях Н. М. Ливенцев создал структуру и форму изложения учебника,
в основном сохраненную автором и в настоящей книге. При изложении
ряда физических обоснований использованы материалы Н. М. Ливщр
цева, за что автор выражает ему глубокую благодарность.
Автор благодарит всех, оказавших ему помощь в ознакомлении С
необходимыми техническими данными по аппаратуре.
1
- ВВЕДЕНИЕ
Защита здоровья советских людей — важнейшая государственная
задача, в решении которой значительную роль играет материальное обе-
спечение системы здравоохранения, в частности, изделиями медицин-
ской техники.
Ярким свидетельством постоянной заботы партии и правительства о
здоровье населения явилось опубликованное накануне 60-летия Октяб-
ря Постановление ЦК. КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по
дальнейшему улучшению народного здравоохранения». Предусмотрен-
ные постановлением мероприятия по совершенствованию и развитию
производства медицинской техники, в том числе электромедицинских
приборов и аппаратов, позволят создать техническую базу здравоохра-
нения, обеспечат оказание в необходимом объеме и на высоком уровне
всех видов медицинской помощи.
Предлагаемый читателю курс электромедицинской аппаратуры име-
ет целью ознакомить его с основными серийно выпускаемыми типами
медицинских приборов и аппаратов, использующими в том или ином
виде электрическую энергию, а также дать краткие физические обосно-
вания и основные сведения о методике проведения соответствующих
диагностических исследований и'терапевтических процедур.
Чтобы оценить место, занимаемое электромедицинской аппаратурой
в обшей системе технических средств, которые используются при
диагностике, терапии и обслуживании пациента и объединяются под об-
щим названием медицинская техника, необходимо рассмотреть, хотя бы
в общих чертах, ее классификацию (рис. 1).
Всю медицинскую технику можно разбить с точки зрения задачи, ре-
шаемой в медицинском технологическом процессе, на три большие груп-
пы: аппаратуру, инструменты и оборудование.
Аппаратура обеспечивает в той или иной степени самостоятельный,
автоматизированный процесс взаимодействия с пациентом; инструмент
действует на пациента в сочетании с рукой человека, являясь как бы ее
продолжением; оборудование — вспомогательные устройства для обслу-
живания пациента и обеспечения медицинского технологического про-
цесса.
Медицинская аппаратур? — наиболее сложная, интенсивно разви-
вающаяся область медицинской техники. Большую часть медицинской
аппаратуры составляют электромедицинские приборы и аппараты, пред-
ставляющие собой электротехнические или электронные устройства, ко-
торые основаны на использовании электрической энергии.
Имеется также аппаратура, использующая механическую энергию:
твердого тела (обычно ее называют просто механической) — аппараты
для вытяжения костей, для механотерапии и др.; жидкости (гидравли-
ческая) — водолечебные установки; газа (газовая) —наркозные аппа-
раты, аппараты для искусственной вентиляции легких и др.
В процессе функционирования аппаратуры она оказывается опреде-
ленным образом связанной с пациентом. При этом в системе аппара-
тура— пациент устанавливается движение энергии от аппаратуры к па-
циенту или наоборот. В зависимости от направления потока энергии
4
всю электромедицинскую аппаратуру можно разделить на две части —
аппаратуру воздействующую и аппаратуру воспринимающую.
В то же время электромедицинская аппаратура по функционально-
му признаку, т. е. в зависимости от целей, для которых она использует-
ся, может быть разделена на терапевтическую и диагностическую. Из-
делия терапевтической аппаратуры принято называть аппаратами, изде-
лия диагностической аппаратуры — приборами.
!пая государственная
1ет материальное обе-
изделпями ^медицин-,
ии и правительства а
нуне 60-летия Октяб-
з СССР «О мерах по
ния». Предусмотрен-
юванию и развитию
электромедицинских
:ую базу, здравоохра-
и на высоком уровне
кой аппаратуры име-
япускаемыми типами
ими В ТОМ или ином
е физические обосно-
ия соответствующих
оцедур.
цинской аппаратурой
. используются при
объединяются под об-
рассмотреть, хотя бы
<и зрения задачи, ре-
га три большие груп-
!йи самостоятельный,
циентом; инструмент
:а, являясь как бы ее
стройства для обслу-
зхнологического про-
, интенсивно разви-
э часть медицинской
зы и аппараты, пред-
нные устройства, ко-
зергии.
.аническую энергию:
ической) — аппараты
кидкости (гидравли-
i) —наркозные аппа-
(их и др.
оказывается опреде-
в системе аппара-
от аппаратуры к па-
шня потока энергии
Рис. 1. Общая классификация медицинской техники.
Терапевтические аппараты воздействуют на пациента с целью
вызвать желаемые сдвиги в его организме — перестройку патологиче-
ского процесса в сторону нормализации. Хирургические аппараты, яв-
ляющиеся частью терапевтических, предназначены для осуществления
радикальных изменений в структуре органов, тканей. Таким образом,,
терапевтические аппараты являются воздействующими.
Диагностические приборы предназначены для исследования харак-
теристик живого организма с тем, чтобы установить возможные откло-
нения от нормы и вызвавшие их причины. Диагностические приборы,
могут быть как воздействующими, так и воспринимающими.
Воздействующие диагностические приборы дают необходимую ин-
формацию по реакции пациента на определенное воздействие (напри-
мер, диагностические электростимуляторы) либо по внесенному телом
пациента возмущению в поток энергии (рентгеновское просвечивание,
ультразвуковая эхография и т. п.). При диагностике воздействующими
приборами стремятся, как правило, снизить до минимально возможного,
уровня энергию воздействия, чтобы исключить побочные вредные для
организма эффекты. Предел такому снижению кладет чувствительность,
организма к воздействию либо чувствительность метода регистрации
внесенных возмущений.
&
Воспринимающие диагностические приборы дают информацию а
различных процессах в организме — генерируемых тканями и органами
биопотенциалах, звуковых тонах сердца, температуре тела и др. Вос-
принимающие диагностические приборы аналогично любым другим из-
мерительным приборам должны оказывать минимальное влияние на
исследуемый процесс и передавать информацию с наименьшими иска-
жениями.
Ниже будет рассмотрена более детальная классификация электро-
медицинских диагностических приборов и терапевтических аппаратов.
Рис. 2. Классификация
низкочастотной электротерапевтической аппаратуры.
Воздействующие терапевтические аппараты и диагностические приборы
в зависимости от формы, в которой используется энергия, направленная
на пациента, делятся на воздействующие электрической энергией и воз-
действующие механической энергией (по сложившейся терминологии
многие диагностические воздействующие приборы принято называть
аппаратами, например, рентгеновские, для электродиагностики и др.).
Аппаратуру, использующую для воздействия механическую энергию,
можно разделить по агрегатному состоянию рабочего тела, т. е. тела,
непосредственно соприкасающегося с пациентом. Рабочее тело может
быть твердым, жидким или газообразным. Соответственно можно выде-
лить электромедицинские механические, гидравлические и газовые ап-
параты и приборы. К первым относятся ультразвуковые терапевтиче-
ские аппараты и диагностические приборы, аудиометры, вибромассаж-
ные аппараты и др., ко вторым — аэрозольные аппараты с центробеж-
ными и ультразвуковыми распылителями, к третьим — аппараты для ис-
кусственной вентиляции легких с электроприводом.
Аппаратура, воздействующая электрической энергией соответствен-
но используемой части спектра электромагнитных колебаний, включает
в себя аппараты и приборы низкочастотные, высокочастотные, свето-
оптические, рентгеновские и радиологические.
Дальнейшая классификация дается только для рассмотренных в на-
стоящем курсе терапевтических низкочастотных и высокочастотных
аппаратов.
Низкочастотные терапевтические аппараты (рис. 2) делятся на две
группы, в зависимости от формы воздействующей электрической энер-
гии (ток, поле). Среди аппаратов, воздействующих током, можно выде-
лить три группы соответственно виду тока (постоянный, переменный
или импульсный). Дальнейшее деление этих аппаратов производится
6
по функциональному признаку и включает в себя названия медицин-
ских методик.
Аппараты, воздействующие низкочастотным полем, делятся в зави-
симости от рода поля, т. е. используемой составляющей поля индукции
(электрическое, магнитное). Следующая ступень классификации опре-
деляется видом поля (постоянное, переменное, импульсное). Дальней-
шее деление — по медицинским методикам.
Высокочастотные терапевтические аппараты (рис. 3) составляют две
группы в соответствии с формой используемой энергии (ток, поле).
Рис. 3. Классификация высокочастотной электротерапевтической аппаратуры.
Аппараты, воздействующие полем, делятся на три группы в зависимо-
сти от используемой составляющей электромагнитного поля (электриче-
ское, магнитное, электромагнитное). Дальнейшее деление аппаратов
воздействующих как током, так и полем — в зависимости от режима
колебаний (непрерывный, импульсный). Заканчивается классификация
высокочастотных терапевтических аппаратов конкретными медицински-
ми методиками.
Диагностические низкочастотные и высокочастотные воздействую-
щие приборы насчитывают всего несколько наименований. Примером
низкочастотных приборов являются приборы для электродиагностики,
примером высокочастотных — приборы для импедансной плетизмогра-
фии.
Классификация диагностических воспринимающих приборов основа-
на на форме энергии, передаваемой от пациента к прибору. При диагно-
стике может восприниматься электрическая, механическая, тепловая,
химическая энергия.
Электрическая энергия воспринимается в виде биопотенциалов раз-
личных тканей и органов (сердца, мышц, мозга, желудка и др.).
Механическая энергия передается от организма к прибору в виде
акустических тонов сердца (фонокардиография), незначительных дви-
жений всего тела в результате толчков крови в сердце и крупных сосу-
дах (баллистокардиография), перемещений участков тела в результате
сокращения желудка, матки (гистерография) и т. д.
Тепловая энергия тела воспринимается при измерении температуры
контактным (электрические термометры) или бесконтактным (термо-
графия) методом, использующим инфракрасное излучение тела.
Химическая энергия используется при измерении концентрации кис-
лорода, водорода в крови с помощью контактных электродов.
7
Закончив рассмотрение классификации электромедицинской аппара-
туры, укажем, что из-за ограниченного объема книги в ней приведены
только основные виды электромедицинской аппаратуры и их наиболее
распространенные представители. При этом следует учитывать, что не-
которые виды приборов и аппаратов выделились в самостоятельные
обособленные разделы медицинской техники, как, например, рентгенов-
ские и радиологические и рассматриваются в отдельных курсах.
В заключение можно рекомендовать читателю обратиться к приве-
денной выше классификации повторно после прочтения основного мате-
риала книги.
ГЛАВА I
ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ
БИОПОТЕНЦИАЛОВ
i Раздел 1
ФИЗИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ И МЕТОДИКИ
РЕГИСТРАЦИИ БИОПОТЕНЦИАЛОВ
Биоэлектрические процессы в организме широко используются в ме-
дицине как источник диагностической информации о состоянии и дея-
тельности тканей и органов. Современная диагностика сердечных забо-
леваний не может обойтись без электрокардиографического исследова-
ния, представляющего собой анализ зарегистрированной кривой изме-
нения биопотенциалов сердца. Менее распространены методы исследо-
вания биопотенциалов мозга (электроэнцефалография), мышц (элек-
тромиография), желудка (электрогастрография), но и они находят до-
статочно широкое применение при диагностике ряда заболеваний.
Регистрация биопотенциалов, возникающих на поверхности тела в-
результате биоэлектрической активности ткани или органа, может про-
изводиться длительно и многократно без каких-либо болезненных ощу-
щений или вредного действия на организм. Это важное достоинство на-
ряду с большой информативностью явилось одной из причин, способст-
вовавших развитию и широкому распространению биоэлектрических
методов исследования.
Регистрируемые биопотенциалы являются следствием процессов,
происходящих на клеточных полупроницаемых мембранах живой тка-
ни. В результате различия концентрации неорганических ионов (глав-
ным образом калия, натрия, хлора) во внутри- и внеклеточной средах
мембраны клеток оказываются заряженными. В состоянии покоя внут-
ренняя поверхность мембран имеет постоянный отрицательный потенци-
ал по отношению к внешней. Этот потенциал, называемый «потенциа-
лом покоя», достигает 60—80 мВ у нервных клеток, 80—90 мВ у воло-
кон поперечнополосатых мышц, 90—95 мВ у волокон сердечной
мышцы.
При возбуждении ткани происходит кратковременное изменение по-
тенциала мембраны, возникает так называемый «потенциал действия».
«Потенциал действия» обусловлен скачкообразным изменением прони-
цаемости мембраны, происходящим при возбуждении клетки. При этом
имеет место быстрое изменение распределения ионов, которое затем
восстанавливается. Пик потенциала действия имеет длительность не-
сколько миллисекунд (у нервной клетки 1—2 мс, у клетки скелетной
мышцы 3—5 мс) и амплитуду около 100 мВ.
В ткани процесс возбуждения распространяется, чем обеспечивается
передача сигналов от рецепторов к нервным клеткам, по нервным ство-
лам к мышцам и т. д. В мышечной ткани биопотенциалы действия со-
провождают ее сократительную деятельность.
Электрические поля отдельных клеток, суммируясь, создают электри-
ческое поле вокруг участков ткани или органа. В результате возникают
определенным образом распределенные потенциалы во всем теле, в том
числе и на его поверхности.
Ниже рассматриваются наиболее широко распространенные методы
исследования биоэлектрической активности тканей и органов.
9
Электрокардиография и векторэлектрокардиография. Частота сокра-
щений нормального сердца человека задается синусовым узлом, рас-
положенным в правом предсердии сердца. Волна возбуждения со скоро-
стью около 100 см/с распространяется от синусового узла лучеобразно
Сагиттальная 2
ялоскость
Фронтальная
плоскость
Рис. I—1. Схема образования петель век-
торэлектрокардиограммы.
по волокнам мышц сначала пра-
вого, потом левого предсердий, за-
тем по нервным путям возбужде-
ние передается мышцам обоих
желудочков. Электрическая ак-
тивность, сопровождающая про-
цесс сокращения волокон сердеч-
ной мышцы, может быть представ-
лена электрическим диполем. Век-
тор электрического момента этого
диполя (сокращенно электриче-
ский вектор сердца) изменяет в
процессе работы сердца свою ве-
личину и направление, но не меня-
ет расположение своего центра,
который находится на продольной
оси сердца. Конец вектора обра-
зует за цикл сердечной деятельно-
сти замкнутую пространственную
кривую.
Если около сердца располо-
жить прямоугольную систему ко-
ординат, состоящую из фронтальной (xz), сагиттальной (zy) и горизон-
тальной (ху) плоскостей, то проекция этой пространственной кривой на
каждую из координатных плоскостей будет иметь форму трех петель,
Рис. I — 2. а — эквипотенциальные линии электрического
поля сердца; б — треугольник Эйнтховена.
обозначаемых Р, QPS и Т (рис. I—1). Наблюдение или регистрация,
этих петель, совокупность которых наиболее полно отражает изменение
величины и направления мгновенных значений электрического вектора
10
1фия. Частота сокра-
нусовым узлом, рас-
эзбуждения со скоро-
эго узла лучеобразно
I мышц сначала пра-
зевого предсердий,за-
ным путям возбужде-
ется мышцам обоих
I Электрическая ак-
шровождающая про-
1ения волокон сердеч-
может быть представ-
зческим диполем. Век-
зеского момента этого
кращенно электриче-
сердца) изменяет в
боты сердца свою ве-
гравление, но не меня-
сение своего центра,
одится на продольной
Конец вектора обра-
сердечной деятельно-
ую пространственную
оло сердца располо-
угольную систему ко-
зьной (zy) и горизон-
анственной кривой на
» форму трех петель,
сердца за цикл его работы, производятся при методе исследования, на-
зываемом векторэлектрокардиографией. .
Из трех указанных проекций наиболее полно отражает характер из-
менения мгновенных значений электрического вектора сердца петля во
фронтальной плоскости. Если с известной степенью приближения век-
тор, образующий эту петлю, принять за собственно электрический вею
t
тор сердца, то методика исследования изменения этого вектора за цикл
работы сердца значительно упрощается. Эта методика называется элек-
трокардиографией.
Электрическая активность сердца приводит к появлению на поверх-
ности тела биопотенциалов, зависящих от величины и положения его
электрического вектора. Схематически
распределение эквипотенциальных ли-
ний показано на рис. I—2, а. Теория
Эйнтховена устанавливает соответствие
между мгновенными значениями элек-
трического вектора сердца (точнее его
проекцией на фронтальную плоскость)
и разностью потенциалов, возникаю-
щей между тремя точками на поверх-
ности тела. Эти три точки А, В и С об-
разуют равносторонний треугольник,
к центру которого приложено начало
электрического вектора сердца (рис.
1 — 2, б).
Как следует из рис. I — 2, б, раз-
ность потенциалов, зарегистрирован-
ная между любыми двумя вершинами
Рис. I — 3. Электрокардиограмма
здорового человека (I отведение).
треугольника, пропорциональна
кктрического
вена.
проекции электрического вектора сердца на соответствующую сторону
треугольника. Регистрация биопотенциалов из соображений удобства
производится не в точках А, В, С, а в эквипотенциальных им точках на
конечностях. Точке А соответствует поверхность правой руки (электрод
R), точке В — поверхность левой руки (электрод L), точке С — поверх-
ность левой ноги (электрод F). Каждая пара электродов, с помощью
которых регистрируются разности потенциалов между соответствующи-
ми точками, называется «отведением» (в образовании отведения могут
участвовать и большее количество электродов).
Поскольку электрический вектор сердца за цикл работы сердца опи-
сывает тройную петлю, то каждая из проекций вектора на соответст-
вующую сторону треугольника АВС, регистрируемая как функция вре-
мени, образует кривую с соответствующими зубцами (рис. I — 3). Эта
кривая и называется электрокардиограммой в соответствующем отведе-
:ние или регистрация
о отражает изменение
зектрического вектора
нии.
Сопоставляя кривые, полученные в разных отведениях, можно полу-
чить представление и о соответствующих изменениях электрического
вектора сердца за цикл работы сердца.
Отведения, образуемые каждой парой из предложенных Эйнтхове-
ном электродов, называются стандартными и обозначаются как I, II и
III (рис. I — 4, а). Для облегчения борьбы с помехами при регистрации
биопотенциалов к стандартным электродам добавляется четвертый,
вспомогательный, называемый нейтральным, который накладывается
на правую голень (электрод N), обычно соединяется с корпусом элек-
трокардиографа и заземляется.
Стандартные отведения являются биполярными. Применяются так-
же монополярные (однополюсные) отведения от конечностей, одна из
разновидностей которых называется усиленными. Усиленные однопо-
люсные отведения состоят из стандартного электрода и точки усреднен-
ного потенциала. Эта точка образуется соединением между собой через
И
одинаковые резисторы двух других стандартных электродов (см. рис-
I — 4, б — г). Усиленные отведения обозначаются aVR, aVL, aVF.
Применяют и грудные однополюсные отведения, включающие в себя
грудной электрод (обозначается С), накладываемый в определенные
точки на поверхности грудной клетки (обычно используется 6 точек)-
Точка усредненного потенциала образуется в этом случае соединением
между собой через одинаковые резисторы трех стандартных электро-
дов. Грудные отведения (рис. I — 4, д) обозначаются Vi, V2... V5 (ин-
декс обозначает точку на грудной клетке). Известны и другие отведе-
ния, однако они применяются значительно реже.
На типичной электрокардиограмме здорового человека в I отведе-
нии (см. рис. I — 3) имеются три направленных вверх зубца Р, R, Т и
два зубца, направленных вниз — Q, S. Наибольшую амплитуду имеет
зубец R—1—2 мВ, амплитуда зубца Р не превышает 0,1—0,15 мВ, а
зубца Т — 0,5—0,6 мВ.
Сердечный цикл начинается с зубца Р, соответствующего возбужде-
нию и сокращению предсердий. Желудочковый комплекс включает в
себя начальную часть — комплекс QRS, отражающий охват возбужде-
нием и сокращение обоих желудочков, промежуточную — интервал ST,.
обычно расположенный на нулевой линии или несколько выше ее, и ко-
нечную— зубец Т, соответствующий реполяризации желудочков, т. е.
процессу восстановления их исходного состояния. Промежуток между
окончанием сокращения предсердий и началом сокращений желудочков
(Р — Q интервал) соответствует периоду распространения возбуждения
по нервным путям сердца от предсердий к желудочкам. После оконча-
ния зубца Т наступает период расслабления сердца, представляемый
на электрокардиограмме нулевой линией.
Электрокардиограмма дает данные для локализации и оценки сте-
пени поражения сердечной мышцы, а также для диагностики других
нарушений деятельности сердца. Метод электрокардиографии в соче-
тании с другими
но-сосудистых И J
Электрокарди
мы (см. разд. 2)
щие технические
произведения фо
Лее точные приб
сердечно-сосудис
пользуемых так»
совых колебанш
ний тела, возник
крови в крупных
приборы класса
частотой до 800-
мажной ленты и
Приборы кла
чены для регис
процесса. Наибе
боров составляв
дить все характе
Электрокард’
ноканальные пр
ния на дому, в
установления со
колебаний для э
са имеют толькс
питание и от се'
борам — малые i
При снятии г
костей площады
На конечностях
честве грудных
При векторэ/
ются петли, яв/
плоскость замк!
концом электрич
производится ге
ные электрокар/
дений определяе
вектор сердца.
Сложение ве1
стеме электрош
векторэлектрока
Если на две
подать два пер1
являющаяся ре;
ных значений эг
В качестве i
подключения э.
векторэлектрок:
ния).
Разработан/
графин с испо
вертого электр<
блюдать вект
координатным
Аппарат дл
векторэлектро/
12
тании с другими диагностическими методами применяется при сердеч-
но-сосудистых и ряде других заболеваний.
Электрокардиограф — прибор для регистрации электрокардиограм-
мы (см. разд. 2). Согласно ГОСТ 19687-74 «Электрокардиографы. Об-
щие технические условия», они делятся в зависимости от точности вос-
произведения формы сигнала на 3 класса. К классу 1 относятся наибо-
лее точные приборы, предназначенные для комплексных исследований
сердечно-сосудистой системы. Они имеют четыре или шесть каналов, ис-
пользуемых также для записи звуков сердца (фонокардиография), пуль-
совых колебаний сосудов (сфигмография), незначительных перемеще-
ний тела, возникающих в результате сокращения сердца и движения
крови в крупных сосудах (баллистокардиография) и др. Соответственно
приборы класса 1 должны регистрировать без искажений колебания с
частотой до 800—1000 Гц, иметь большой набор скорости движения бу-
мажной ленты и другие повышенные характеристики.
Приборы класса 2 имеют обычно один или два канала и предназна-
чены для регистрации электрокардиограммы в ходе диагностического
процесса. Наибольшая частота регистрируемых колебаний у этих при-
боров составляет 70—100 Гц, что позволяет без искажений воспроизво-
дить все характерные особенности биопотенциалов сердца.
Электрокардиографы класса 3 представляют собой портативные од-
ноканальные приборы, предназначенные, в основном, для использова-
ния на дому, в условиях скорой и неотложной помощи для быстрого
установления состояния больного. Наибольшая частота записываемых
колебаний для этих приборов составляет 60—70 Гц. Приборы З го клас-
са имеют только автономный источник питания либо допускают также
питание и от сети переменного тока. Основное требование к этим при-
борам — малые габариты и масса.
При снятии электрокардиограмм применяются электроды для конеч-
ностей площадью от 10 до 30 см2 и грудные площадью не более 3 см2.
На конечностях электроды крепятся с помощью резинового бинта. В ка-
честве грудных обычно применяются присасывающиеся электроды.
При векторэлектрокардиографии, как уже указывалось, регистриру-
ются петли, являющиеся проекциями на ту или иную координатную
плоскость замкнутой пространственной кривой, которая описывается
концом электрического вектора сердца за цикл его работы. Регистрация
производится геометрическим сложением векторов, образующих обыч-
ные электрокардиограммы в каких-либо двух отведениях. Выбор отве-
дений определяет плоскость, на которую проектируется электрический
вектор сердца.
Сложение векторов производится в 2-координатной отклоняющей си-
стеме электронно-лучевой трубки, на экране которой и наблюдается
векторэлектрокардиограмма.
Если на две пары отклоняющих пластин электронно-лучевой трубки
подать два переменных напряжения, то на экране получится кривая,
являющаяся результатом геометрического сложения векторов мгновен-
ных значений этих напряжений и называемая фигурой Лиссажу.
В качестве примера на рис. I — 5 показана принципиальная схема
подключения электродов к электронно-лучевой трубке для получения
векторэлектрокардиограммы во фронтальной плоскости (I и III отведе-
ния).
Разработаны также более сложные приемы векторэлектрокардио-
графии с использованием дополнительных электродов, например чет-
вертого электрода, накладываемого на сипну. В этом' случае можно на-
блюдать векторэлектрокардиограммы, соответствующие всем трем
координатным плоскостям.
Аппарат для наблюдения векторэлектрокардиограмм называется
векторэлектрокардиоскопом и представляет собой электронно-лучевой
13
осциллоскоп, приспособленный для. регистрации низкочастотных процес-
сов.
Электроэнцефалография. Электроэнцефалография представляет со-
бой метод исследования электрической активности нервных клеток го-
ловного мозга.
Регистрация электроэнцефалограммы — кривой изменения потенциа-
лов мозга (рис. I — 6) производится с помощью электродов, наложен-
Рис. I — 5. Схема регистрации векторэлек-
трокардиограммы.
ных на кожу неповрежденного че-
репа (метод, использующий отве-
дение биопотенциалов с поверхно-
сти обнаженной коры головного
мозга, называется электрокорти-
кографией).
В электроэнце фалограмме
бодрствующего человека могут
быть выделены характерные со-
ставляющие, отличающиеся ам-
плитудой и частотой колебаний.
Преобладающими в состоянии по-
коя являются колебания с часто-
той 8—13 Гц, так называемый
альфа-ритм. Амплитуда этих ко-
лебаний находится в пределах
50—100 мкВ. Колебания с часто-
той 14—30 Гц, получившие назва-
ние бета-ритм, по амплитуде в не-
сколько раз меньше альфа-ритма.
Биоэлектрическая активность моз-
га с частотой выше 31 Гц относит-
ся к гамма-ритму. Колебания бо-
лее низких частот, характерные
для детей и для патологических
состояний у взрослых, представляют собой тета-ритм (4—7 Гц) и дель-
та-ритм (1,5—3 Гц).
Соотношение между амплитудами колебаний различных ритмов за-
висит от состояния человека. Наличие внешних раздражителей ослабля-
1 с
।------—<
Рис. I — 6. Электроэнцефалограмма здорового человека.
ет альфа-ритм, в состоянии сна альфа-ритм замещается более медлен-
ными колебаниями. Установлена взаимосвязь изменений биоэлектриче-
ской активности мозга с психическим состоянием, что явилось основой
для применения электроэнцефалографии в невропатологии и пси-
хиатрии.
Опухоли ми31а, кровоизлияния и другие повреждения мозговой тка^
ни проявляются снижением (или полным отсутствием) электрической
активности в области повреждения. В связи с этим электроэнцефалогра-
фия используется и в нейрохирургии для локализации различного рода
повреждений.
Для регистрации биопотенциалов мозга применяются специальные
приборы — элекгроэнцефалографы. Низкий уровень биопотенциалов
мозга (5—500 мкВ) вызывает необходимость в большой чувствительно-
зкочастотных процес-
сия представляет со-
и нервных клеток го-
изменения потенциа-
электродов, наложен-
f неповрежденного че-
„ использующий отве-
тенциалов с поверхно-
нной коры головного
1вается электрокорти-
кээнце фалограмме
(его человека могут
feHbi характерные со-
[, отличающиеся ам-
I частотой колебаний,
ощими в состоянии по-
ся колебания с часто-
;Гц, так называемый
и Амплитуда этих ко-
аходится в пределах
В. Колебания с часто-
Гц, получившие назва-
тм, по амплитуде в не-
с меньше альфа-ритма,
ческая активность моз-
ш выше 31 Гц относит-
-ритму. Колебания бо-
частот, характерные
и для патологических
йтм (4—7 Гц) и дель-
различных ритмов за-
здражителей ослабля-
сти прибора — не менее 0,4 мм/мкВ, при; низком; уровне шумов. Полоса
регистрируемых частот элекгроэнцефалографа обычно находится в пре-
делах 0,5-?80—100 Гц. Для регистрации биопотенциалов различных от-
делов головного мозга применяется до двадцати электродов (см. рис.
I — 42) и не менее четырех каналов усиления и регистрации. Распрост-
ранены элекгроэнцефалографы, имеющие 8 и 16 каналов.
Для облегчения детального исследования электроэнцефалограммы,
имеющей составляющие различной частоты и амплитуды, элекгроэнце-
фалограф имеет большой набор скоростей протягивания диаграммной
ленты (от единиц до 100 мм/с) и амплитуд калибровочного сигнала
(5—500 мкВ). Для этого, а также для исключения возможных помех
от биопотенциалов скелетных мышц, дыхательной мускулатуры и др.,
предусматривается возможность раздельной регулировки нижней и
верхней границ полосы пропускания. В широких пределах регулируется
и чувствительность прибора.
При регистрации биопотенциалов мозга применяются как монополяр-
ные, так и биполярные отведения. В качестве индифферентной точки
для монополярных отведений используется обычно мочка уха.
В связи со сложностью визуального анализа электроэнцефалограм-
мы широко применяются устройства, автоматизирующие этот анализ.
К таким устройствам относятся частотные анализаторы, интеграторы,
которые иногда встраиваются в элекгроэнцефалограф, а также более
сложные (корреляторы), изготавливаемые обычно в виде самостоятель-
ных приборов.
Дополнительную информацию дает регистрация так называемых вы-
званных биопотенциалов, т. е. биопотенциалов мозга, изменяющихся
под действием какого-либо внешнего раздражителя. Для этой цели
обычно применяют фото- и фоностимуляторы. Для регистрации момен-
тов подачи стимула на ленту вручную (с помощью кнопки) или авто-
матически наносится отметка раздражения.
Электромиография. Электромиография, т. е. метод наблюдения и ре-
гистрации электрической активности скелетных мышц находит приме-
нение при диагностике двигательных нарушений, связанных с различ-
ного рода поражениями нервно-мышечного аппарата.
го человека.
вдается более медлен-
ренений биоэлектрнче-
|, что явилось основой
йропатологии и пси-
(ждения мозговой тка-
[твием) электрической
и электроэнцефалогра-
|ации различного рода
еняются специальные
>вень биопотенциалов
элыпой чувствительно-
50 мс
Рис. I—7. Электромиограмма (накожные электроды).
Используются два основных метода снятия биопотенциалов мышц —
непосредственно с мышечных волокон, либо с поверхности тела. В пер-
вом случае используются игольчатые электроды, вводимые в мышцу,
площадь электродов в этом случае составляет сотые доли квадратного
миллиметра. При этом регистрируются биопотенциалы отдельных дви-
гательных единиц. Во втором случае применяются два накожных элек-
трода площадью 30—100 мм2 каждый, находящиеся над двигательной
точкой мышцы на расстоянии 1—2 см друг от друга. Электромиограм-
ма при накожном отведении имеет гораздо более сложную структуру,
гак как представляет собой сумму потенциалов, создаваемых многими
(до сотни) двигательными единицами (рис. I — 7).
Частота мышечных биопотенциалов зависит от интенсивности сокра-
щения мышцы. В расслабленном состоянии потенциалы практически не
наблюдаются. При слабом сокращении мышц конечности с помощью
15
игольчатых электродов в 1 с регистрируется 5—10 не строго ритмиче-
ских потенциалов действия длительностью 10—15 мс. При увеличении
силы сокращения количество потенциалов действия растет, достигая
50—60 в 1 с. Амплитуда биопотенциалов мышц составляет обычно доли
милливольта, но может достигать, особенно при игольчатых отведениях,
нескольких милливольт.
Электромиограф — прибор для регистрации электромиограммы, дол-
жен обеспечить запись кривой изменения биопотенциалов в относитель-
но широком спектре частот и амплитуд. При накожных электродах
диапазон частот регистрируемых колебаний составляет от единиц до
1000 Гц. При игольчатых электродах необходима запись более высоко-
частотных составляющих — до 10 000 Гц. Пределы усиливаемых биопо-
тенциалов должны составлять 5—1000 мкВ.
В электромиографах используется фотозапись с экрана электронно-
лучевой трубки на движущуюся фотобумагу или кинопленку, а при ис-
следовании биопотенциалов отдельных двигательных единиц — визу-
альное наблюдение на экране трубки.
Электрогастрография. В результате перистальтической деятельности
мышц желудка на поверхности тела возникают биоэлектрические потен-
циалы. С помощью электрода, наложенного на переднюю брюшную
стенку, эти потенциалы могут быть отведены и после усиления записаны
в виде кривой, называемой электрогастрограммой. Как показали иссле-
дования, зубцы электрогастрограммы синхронны с сокращениями глад-
кой мускулатуры желудка.
Регистрация электрической активности желудка с поверхности тела
позволяет изучать в динамике его моторную функцию. Изменение элек-
трогастрограммы (нарушения ритма, различия амплитуд отдельных зуб-
цов) имеют диагностическое значение при ряде заболеваний желудка.
Важное преимущество электрогастрографии перед другими методами
исследования моторной деятельности желудка — применение накожных
электродов без неприятной для пациента процедуры зондирования.
Для записи электрогастрограммы применяется специальный при-
бор— электрогастрограф. Период колебаний биопотенциалов желудка
обычно находится в пределах 20—30 с. Для того чтобы избирательно
усиливать эти колебания, не .превышающие по амплитуде 0,2—0,4 мВ,
усилитель электрогастрографа имеет узкую полосу пропускания 0,02—
0,15 Гц и чувствительность 40 мм/мВ. Соответственно снижена и ско-
рость протягивания диаграммной ленты— 10 мм/мин.
Снятие электрогастрограммы производится после стандартного завт-
рака и нескольких глотков бариевой массы. С помощью рентгеноскопии
определяют проекцию антрального отдела желудка, являющегося ме-
стом наложения дифферентного электрода. Индифферентный электрод
накладывают на внутреннюю поверхность голени правой ноги. Электро-
гастрограмма снимается обычно от получаса до часа.
Раздел 2
ПРИБОРЫ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ БИОПОТЕНЦИАЛОВ
§ 1. Общие сведения
Прибор для регистрации биопотенциалов (рис. I — 8) включает в
себя следующие основные узлы: электроды 1, накладываемые на опре-
деленный участок тела пациента, соединительные провода 2, входное
устройство 3, усилители 4, регистраторы 5, блок питания 6. ;
Электроды для снятия биопотенциалов с поверхности тела пред-
ставляют собой токопроводящие (обычно метаддические) круглые или
прямоугольные
ды укрепляются
сосками, специг
электроды (в ви
а также игольч.;
мозг).
Для повыше;!
с частотой сети
тродно-кожного
Для этого в в
электродов кож:
жиривается спи
а для улучшен
электрод подкл
фильная прокл
электропроводя!
(физиологическ!
ный раствор пи1
Широко при
ющие прокладк
сты, втираемые
пасты входят ;
например, кра?
водящие соли
калия или натр
рошкообразные
риалы для нар;
сти верхних слон
тивлением.
На поверхнс
исходят электрс
электродных по'
факторов (мате;]
и может достиг;
руемые биопотеи
Большие Bej
циалов могут п
регистрации бис
Малую и да
имеют хлорсерк
кристаллы сере
стами, содержа
имущества, ос
что имеет месте
ных.
Электродны
дов, их загрязн
и промываться,
соды.
Входное
стемы отведен!
включать в сеК
искусственной
биопотенциалы
на пациента, <
входном устро
подключать к
нение и програ
16
2 № 1471
Рис. I—8. Структурная схема прибора для
регистрации биопотенциалов (объяснение в
тексте).
прямоугольные пластинки небольшой площади (0,3—30 см2). Электро-
ды укрепляются на теле с помощью резиновых бинтов, резиновыми при-
сосками, специальным головным шлемом. Применяются и полостные
электроды (в виде желудочных зондов или внутрисердечных катетеров),
а также игольчатые, вводимые в исследуемую ткань (мышцу, головной
мозг).
Для повышения качества записи, снижения действия внешних помех
с частотой сети необходимо обеспечить возможно низкое значение элек-
тродно-кожного сопротивления.
Для этого в местах наложения
электродов кожа тщательно обез-
жиривается спиртом или эфиром,
а для улучшения контакта под
электрод подкладывается гидро-
фильная прокладка, смоченная
электропроводящей жидкостью
(физиологический раствор, вод-
ный раствор пищевой соды).
Широко применяются заменя-
ющие прокладки специальные па-
сты, втираемые в кожу. В состав
пасты входят желеобразователь,
например, крахмал, электропро-
водящие соли (обычно хлориды
калия или натрия) и иногда по-
рошкообразные абразивные мате-
риалы для нарушения целостно-
сти верхних слоев кожи, обладающих наибольшим электрическим сопро-
тивлением.
На поверхности электрода, контактирующего с электролитом, про-
исходят электрохимические процессы, приводящие к возникновению
электродных потенциалов. Разность этих потенциалов зависит от ряда
факторов (материал электродов и его чистота, состав электролита и др.)
и может достигать сотен милливольт, значительно превышая регистри-
руемые биопотенциалы.
Большие величины и нестабильность разности электродных потен-
циалов могут приводить к значительным помехам и погрешностям при
регистрации биопотенциалов.
Малую и достаточно стабильную разность электродных потенциалов
имеют хлорсеребряные электроды, представляющие собой спеченные
кристаллы серебра и хлористого серебра, применяемые совместно с па-
стами, содержащими хлориды. Такие электроды имеют заметные пре-
имущества, особенно при длительном контакте с телом пациента,
что имеет место, например, при наблюдении за состоянием тяжелоболь-
ных.
Электродные потенциалы зависят от состояния поверхности электро-
дов, их загрязнения. Поэтому электроды должны тщательно очищаться
и промываться, для чего обычно применяется теплый раствор пищевой
соды.
Входное устройство обеспечивает создание определенной си-
стемы отведений, подключаемой к входу усилителя. Эта система может
включать в себя соединенные с электродами резисторы для получения
искусственной точки сравнения, по отношению к которой измеряются
биопотенциалы. Количество электродов, одновременно накладываемых
на пациента, обычно превышает число каналов прибора, поэтому во
входном устройстве имеются переключатели, позволяющие по выбору
подключать к любому каналу любую пару электродов. Находит приме-
нение и программная коммутация, при которой с помощью одного пере-
2 № 1471
17
ключателя к нескольким каналам по заранее заданной программе под-
ключаются определенные пары электродов.
Во входное устройство от хорошо стабилизированного источника 7
(см. рис. I — 8) подается калибровочный сигнал, позволяющий оцени-
вать величину измеряемых биопотенциалов. Калибровочный сигнал име-
ет одно или несколько заранее установленных значений и включается
оператором на короткое время нажатием кнопки.
В ряде случаев важно знать междуэлектродное сопротивление. Для
этого в приборе устанавливается омметр 8, к которому отдельным пере-
ключателем во входном устройстве может быть подключена любая
пара из наложенных электродов.
Входное устройство может содержать элементы помехоподавле-
ния,— фильтр для защиты от высокочастотных полей, помехоподавитель
синфазной помехи (см. ниже). При наличии в усилителях фильтров, на-
строенных на частоту сетевых помех, во входное устройство может
быть подано напряжение с частотой 50 Гц для периодической подстрой-
ки фильтров.
Усилители биопотенциалов должны обеспечить без сущест-
венных искажений усиление снимаемых с помощью электродов биопо-
тенциалов для их последующей регистрации. В зависимости от назначе-
ния прибора применяется один или несколько каналов усиления, пред-
ставляющих собой, как правило, идентичные усилители.
Рассмотрим основные характеристики усилителя биопотенциалов,
обусловливающие его функциональные возможности.
Коэффициент усиления, определяемый как отношение напряжения
на выходе усилителя к усиливаемому напряжению на его входе, дол-
жен быть достаточным, чтобы минимальные полезные сигналы могли
быть зарегистрированы.
В зависимости от назначения прибора коэффициент усиления нахо-
дится в пределах от 10 000 (электрокардиограф) до 200 000 (электро-
энцефалограф). Такое усиление достигается применением нескольких
каскадов усиления (до 5—6).
Для удобства регистрации биопотенциалов с различной амплитудой
в приборах предусматривается ступенчатая и иногда и плавная регули-
ровка усиления.
Рис. I — 9.' Амплитудно-частотная характеристика усилителя элек-
трокардиографа.
Зависимость коэффициента усиления от частоты определяется
частотным спектром усиливаемых потенциалов. Коэффициент усиле-
ния должен быть постоянным в диапазоне частот, в котором лежат ос-
новные частотные составляющие биопотенциалов. В противном случае
возникают частотные искажения формы биопотенциалов (частотные
искажения, так же как фазовые, определяющие изменение фазы усили-
ваемого сигнала в зависимости от частоты, называют линейными иска-
жениями).
В большинстве приборов применяются усилители переменного тока,
имеющие нижнюю граничную частоту амплитудно-частотной характери-
стики десятые доли герца, т. е. не усиливающие постоянные напряже-
ния. В ряде случаев, например, в электрогастрографах применяются и
18
регистрируемых
Рис. I — 10. Амплитудная ха-
рактеристика усилителя. иМин,
имакс — минимальное и макси-
мальное входные напряжения
(соответственно), усиливаемые
без искажений.
усилители постоянного тока. Верхняя граничная частота амплитудно-
частотной характеристики составляет от сотен (электрокардиографы)
до тысяч герц (электроэнцефалографы). Типичная амплитудно-частот-
ная характеристика усилителя электрокардиографа приведена на
рис. I — 9.
Для того чтобы исключить мешающие биопотенциалы других орга-
нов, например, биотоки скелетных мышц при электроэнцефалографии,
или выделить определенную часть спектра
циалов, в усилителе может иметься регули-
ровка как нижней, так и верхней граничной
частоты полосы пропускания.
Если биопотенциалы имеют выраженную
основную частоту колебаний, как это, напри-
мер, имеет место при регистрации биоэлек-
трической активности желудка, то применя-
ется избирательный усилитель, усиливаю-
щий напряжения в узкой полосе частот.
Нелинейные искажения в усилителе вы-
зываются нелинейностью характеристик его
электронных ламп или транзисторов. Эти ис-
кажения приводят к зависимости коэффици-
ента усиления от амплитуды усиливаемого
сигнала. Нелинейные искажения оценивают-
ся с помощью амплитудной характеристики
усилителя (рис. I —10). Начальная часть
характеристики использована быть не может
из-за собственных шумов усилителя, опреде-
ляющих минимальную величину усиливае-
мых сигналов. Для наиболее чувствительных
приборов — электроэнцефалографов — ми-
нимальный сигнал составляет десятки ми-
кровольт и эквивалентная величина шумов
на входе усилителя не должна превышать
нескольких микровольт.
Наибольшие усиливаемые без искажений
напряжения определяются верхним загибом амплитудной характеристи-
ки, вызываемым нелинейной частью характеристик транзисторов или
электронных ламп. Наибольшие биопотенциалы (до 10 мВ) имеют место
при регистрации электромиограмм с помощью игольчатых электродов.
Усилитель должен иметь достаточно большое входное сопротивле-
ние, чтобы в минимальной степени шунтировать междуэлектродное
сопротивление, определяющее внутреннее сопротивление источника био-
потенциалов. Междуэлектродное сопротивление при накожных электро-
дах обычно составляет десятки тысяч ом и редко может быть снижено
до 10 кОм. Поэтому входное сопротивление усилителя должно состав-
лять сотни тысяч ом, а при использовании игольчатых электродов,
имеющих малую контактную поверхность,— несколько мегаом.
Одной из важнейших характеристик прибора для регистрации био-
потенциалов является его помехоустойчивость. Поскольку помехоустой-
чивость всего прибора определяется, в основном, его усилителем, рас-
смотрим в данном разделе основные источники помех и способы борь-
бы с ними.
Помехи при регистрации биопотенциалов в зависимости от места их
появления могут быть разбиты на две группы — внутренние и внешние.
К внутренним помехам относятся тепловые шумы усилителя, вызван-
ные хаотическим движением электронов в резисторах и нестационарны-
ми процессами в электронных лампах и транзисторах; фон с частотой
питающей сети, источниками которого могут явиться пульсация питаю-
щих усилитель напряжений или наводки от переменного магнитного
поля, создаваемого силовым трансформатором, а также «микрофонный
Рис. I — II. Помехи при записи электро-
кардиограммы:
а — помеха от сети переменного тока; б — мышеч-
ная дрожь; в — движение пациента во время
записи.
эффект» электронных ламп, вы-
зываемый изменением тока в
них под влиянием механиче-
ских вибраций. Меры борьбы с
внутренними помехами заклю-
чаются в выборе малошумящих
элементов, тщательной филь-
трации питающих напряжений,
рациональном конструирова-
нии усилителя и всего прибора
в целом.
Внешние помехи, в свою
очередь, могут быть подразде-
лены на помехи от биопотенци-
алов тканей и органов, не отно-
сящихся к изучаемому процес-
су, помехи, вызываемые элек-
трохимическими процессами на
электродах, и, наконец, помехи,
создаваемые внешними элек-
трическими, магнитными и
электромагнитными полями.
Первые два вида внешних по-
мех иногда называют «арте-
фактами», т. е. случайными
непредусмотренными эффекта-
ми в объекте измерений и связанной с ним частью измерительной цепи.
Значительные помехи может
Рис. I — 12. Схема образования по-
мех от сети переменного тока.
1 — нулевой провод сети; 2 — фазный про-
вод сети; 3 — распределенная емкость меж-
ду фазным проводом и телом; 4 —распре-
деленная емкость между телом н землей;
5 — провод рабочего заземления.
быть минимально возможным и
вызвать биоэлектрическая активность
мышечных тканей при их непроизволь-
ном сокращении, дрожании. В этом
случае пики на записи нерегулярны, в
отличие от сетевой помехи (рис. I — 11,
а, б). Основная мера по уменьшению
мышечных биопотенциалов — полное
расслабление скелетных мышц. Как
правило, пациент должен находиться в
лежачем положении, его следует преду-
предить, что он должен лежать удобно
без напряжения, полностью расслабив-
шись, не должен разговаривать.
При движении пациента, перемеще-
нии электродов нулевая линия записи
может смещаться (рис. I — И, в).
В этом случае следует проверить поло-
жение пациента, убедиться что кабель
отведений не натянут.
Помехи, вызванные нестабильно-
стью электродных потенциалов уже
упоминались при рассмотрении элек-
тродов. Отметим здесь, что протекаю-
щий через электроды ток входных кас-
кадов усилителя усиливает электриче-
ские процессы на электродах. По этой
причине ток в цепи электродов должен
не должен превышать 0,1 мкА. Наибо-
лее трудна задача устранения помех, вызванных полями внешних источ-
20
Вход
Рис. I — 13. Схема дифференциального кас-
када усилителя.
чиков. К ним в первую очередь относятся электрические поля сети пере-
менного тока, всегда имеющейся в помещении, где проводится регистра-
ция. Упрощенная схема образования этих помех приведена на
рис. I — 12. Фазный провод питающей сети имеет по отношению к земле
напряжение 220 В. За счет емкости 3 между проводом и пациентом, со-
ставляющей десятки пикофарад, и емкости 4 между пациентом и землей,
достигающей сотни пикофарад, изолированное тело человека может
оказаться под потенциалом до 10 В по отношению к земле. Поскольку
сопротивление внутренних тканей тела невелико по сравнению с указан-
ными емкостными сопротивлениями, можно в первом приближении счи-
тать, что потенциал помех у всех
точек тела одинаков. В связи с
этим указанные помехи на входе
усилителя являются симметрич-
ными и носят название синфаз-
ных. Хотя напряжение синфазных
помех значительно превышает по-
лезный сигнал, с помощью усили-
теля его удается значительно ос-
лабить. Это достигается благода-
ря тому, что регистрируемые био-
потенциалы, действующие между
двумя точками поверхности тела,
являются противофазными, не-
симметричными по отношению к
земле.
Применяя дифференциальную
схему усилителя, можно избира-
тельно усиливать противофазные
потенциалы.
Упрощенная схема дифференциального транзисторного каскада уси-
ления приведена на рис. I — 13. Противофазный сигнал действует между
базами транзисторов Tl, Т2. Если в какой-либо момент времени потен-
циал на базе одного транзистора увеличивает его ток в коллекторной
цепи, то потенциал на базе другого транзистора имеет обратный знак по
отношению к земле и приводит к уменьшению его коллекторного тока.
В результате между коллекторами транзисторов будет действовать уси-
ленное напряжение, которое может быть подано на вход следующего
каскада.
При подаче на вход каскада синфазного сигнала он действует на
оба транзистора одинаково. Изменения коллекторного тока будут оди-
наковыми и на выходе каскада синфазный сигнал будет равен нулю.
Однако такое положение будет иметь место только в случае идеальной
симметрии левой и правой половин каскада. В реальных условиях до-
биться хорошей симметрии трудно. Она нарушается при старении эле-
ментов, их смене. Поэтому для ослабления синфазного сигнала в общую
цепь для эмиттерного тока транзисторов включают резистор 1 с воз-
можно большим сопротивлением. Этот резистор обеспечивает глубокую
обратную связь для синфазных сигналов, обеспечивая их подавление.
Для противофазных сигналов обратная связь за счет резистора 1 отсут-
ствует, так как вызванные ими изменения токов транзисторов имеют
различный знак и в общей цепи взаимно уничтожаются.
Степень ослабления синфазного сигнала усилителем может быть
охарактеризована коэффициентом режекции, показывающим во сколько
раз должно быть увеличено симметричное напряжение по сравнению с
несимметричным, чтобы получить одинаковый зарегистрированный сиг-
нал. Для электрокардиографов коэффициент режекции не должен быть
менее 1000.
21
зываемый
Рис. I — 14. Схема подавителя синфазных
помех.
1 — нулевой провод сети; 2 — фазный провод сети;
3 — распределенная емкость между фазным про-
водом и телом; 4 фазоннверсный усилитель.
ных напряжений на входе, которые
сигналами. Появление этих помех связано с различием расположения
Для уменьшения синфазной помехи на входе прибора один из элек-
тродов (правая нога) заземляется (см. рис. I—12), что обычно обеспе-
чивает существенное снижение помехи, но также, как и применение
дифференциального усилителя, не во всех случаях является достаточ-
ной мерой. Это объясняется значительным электродно-кожным сопро-
тивлением в цепи заземленного электрода, которое, как правило, не мо-
жет быть сделано менее 10—15 кОм.
Для дополнительного снижения помехи находит применение так на-
подавитель, представляющий собой усилитель, схема вклю-
чения которого приведена на рис.
I — 14. Как следует из схемы, на
вход усилителя подается напря-
жение синфазной помехи, снимае-
мое с одного из электродов, уси-
ливается и подается в противо-
фазе с помехой между электродом
правой ноги и землей. Примене-
ние подавителя позволяет снизить
требования к коэффициенту ре-
жекции и симметричности вход-
ных цепей, что особенно важно
для многоканальных приборов.
Усилитель элекгроэнцефало-
графа, имеющий наиболее высо-
кий коэффициент усиления, обыч-
но содержит еще и фильтр, на-
строенный на частоту питающей
сети. Фильтр обеспечивает выре
зание из диапазона усиливаемых
частот узкой полосы 45—55 Гц.
Помимо рассмотренных выше
синфазных помех, емкостная связь
с сетевыми проводами может при-
вести к появлению и противофаз-
усиливаются наравне с полезными
электродов и подключенных к ним проводов по отношению к источникам
помех. Напряжения, наведенные на провода, вызывают токи помех, кото-
рые, протекая через электродно-кожные сопротивления, создают на них
напряжения, приложенные ко входу усилителя. При равенстве токов по-
мех и электродно-кожных сопротивлений эти напряжения взаимно ком-
пенсируются. Однако имеющаяся всегда несимметрия, приводит к по-
явлению противофазных помех. Меры борьбы с этими помехами заклю-
чаются прежде всего в экранировании соединительных проводов. Необ-
ходимо также снижать величины электродно-кожных сопротивлений. По
этой причине столь важно при проведении регистрации биопотенциалов
обеспечить хороший контакт между электродом и телом, следить чтобы
электроды и устройства для их крепления не загрязнялись.
Помимо электрического поля переменного тока, источником помех
может явиться и магнитное поле, возникающее при прохождении по про-
водам и кабелям значительных токов, либо создаваемое трансформато-
рами, феррорезонансными стабилизаторами за счет поля рассеяния.
Соединительные провода электродов образуют виток, в котором пере-
менное магнитное поле может навести напряжение, достаточное для со-
здания на входе усилителя интенсивной противофазной помехи. Чтобы
уменьшить площадь витка, определяющую величину наведенной поме-
хи, следует на возможно большей длине сближать вместе провода, иду-
щие к электродам.
Источником помех может явиться также электромагнитное поле, со-
здаваемое при работе высокочастотных физиотерапевтических или хи-
рургических аппаратов. Этим полем на входных цепях усилителя наво-
дятся напряжения и за счет детектирования на входных нелинейных
элементах выделяются напряжения с частотой модуляции высокочастот-
ных колебаний (50 или 100 Гц), попадающие в полосу пропускания
прибора. Для подавления высокочастотных помех на входе усилителя
могут устанавливаться емкостные фильтры, не увеличивающие сущест-
венно погрешности регистрации сигналов.
Все перечисленные выше меры борьбы с помехами могут оказаться
недостаточными, если при проведении регистрации не соблюдаются
определенные правила. Прежде
всего это относится к выбору ме-
ста исследования. В нем должны
быть минимальные количества се-
тевых проводов, не должны нахо-
диться источники переменных
магнитных полей, желательно,
чтобы рядом с помещением не
проходили силовые кабели, не на-
ходились рентгеновские установ-
ки, высокочастотные физиотера-
певтические аппараты, лифты. Су-
щественно может сказаться на ве-
личине помех взаимное располо-
жение прибора и пациента. Сете-
вой шнур и провода не должны
пересекаться и тем более касаться
Друг Друга.
Пациент при проведении ис-
Рис. I —15. Схема магнитных потоков в
электромагнитном вибраторе, поясняющая
принцип его действия.
следования не должен прикасать-
ся к прибору, металлической кровати или стене помещения. Проводящий
регистрацию также не должен касаться пациента.
С выхода усилителя усиленные биопотенциалы
поступают на регистратор. С помощью регистратора биопотен-
циалы представляются в виде записанной тем или иным способом кри-
вой, которая может быть подвергнута последующему анализу.
В диагностических приборах нашла применение, как непосредствен-
ная регистрация, дающая возможность сразу же получить записывае-
мую на бумаге кривую, так и фоторегистрация, требующая для ее ис-
пользования дополнительной обработки фотобумаги (фотопленки).
Из многочисленных способов непосредственной регистрации наиболь-
шее распространение получили чернильная и тепловая запись. Приме-
няются также струйная запись и запись с использованием копироваль-
ной бумаги. Основной частью регистраторов, использующих указанные
виды записи, является вибратор, с помощью которого переменное на-
пряжение преобразуется в колебательные движения ротора, на оси ко-
торого укреплено то или иное пишущее устройство.
Принцип действия электромагнитного вибратора показан схемати-
чески на рис. I — 15. Вибратор состоит из сильного постоянного магнита,
к полюсам которого крепятся наконечники 3. Между полюсными нако-
нечниками находятся катушка 1, по которой протекает ток транзисто-
ров или ламп выходного каскада усилителя, и ротор 2. Через полюсные
наконечники и ротор замыкается как переменный поток Ф, создаваемый
катушкой, так и постоянный поток Фо магнита. Потоки Ф и Ф0, склады-
ваясь, усиливают поле под двумя расположенными по диагонали конца-
.ми полюсных наконечников и, вычитаясь, ослабляют поле под другими
их концами. В результате ротор поворачивается, преодолевая усилие
23
возвратной пружины. При перемене направления тока в катушке изме-
няется направление потока Ф и ротор поворачивается в другую сторо-
ну. Угол поворота ротора в определенных пределах пропорционален
величине протекающего через катушку тока.
При использовании чернильной записи на оси ротора укрепляется
пластинка, несущая тонкую трубку (перо), соединенную пластмассовой
Рис. I—16. Схема тепловой записи.
трубкой с чернильницей. Конец трубки, изогнутый под прямым углом,
касается своим торцом движущейся бумажной ленты. Чернила под дей-
ствием капиллярных сил подаются к концу трубки и, вытекая, остав-
ляют линию на бумаге. Чернила значительно снижают трение между
трубкой и бумагой. Для дополнительного уменьшения этого трения в
некоторых конструкциях на рабочий ток в катушке вибратора наклады-
вается переменный ток частотой около 300 Гц, что вызывает вибрацию
пера с незаметной для глаза амплитудой.
Существенным недостатком чернильной регистрации является ради-
альная форма записи, затрудняющая анализ кривой. Чтобы уменьшить
кривизну записи, длину пера стремятся увеличить (до 100 мм). Это при-
водит к ухудшению частотной характеристики регистратора: наиболь-
шие частоты, которые могут регистрироваться чернилопишущими реги-
страторами, составляют 100—120 Гц.
В последнее время чернильная запись все больше заменяется так на-
зываемой тепловой, при которой запись ведется в прямоугольных коор-
динатах. Бумага для'тепловой записи имеет черную основу или черный
слой, покрытые тонким слоем легкоплавкого вещества.
Схема записи приведена на рис. I — 16. Записывающее перо 1, укреп-
ленное на оси ротора электромагнитного вибратора, представляет собой
металлическую трубку с электроподогревом. Подогреватель выполнен в
виде остеклованной спирали, питаемой от регулируемого источника.
Перо касается бумаги 2, огибающей ребро 3, в одной точке. Поло-
жение точки касания по отношению к оси вращения меняется при изме-
нении угла поворота пера. Благодаря этому запись получается прямо-
угольной. Регистраторы с тепловой записью обеспечивают регистрацию
частот до 150—200 Гц. Их основной недостаток — необходимость при-
менения специальной бумаги.
Запись с использованием копировальной ленты производится по схе-
ме, приведенной на рис. I — 16 с той разницей, что перо не имеет подо-
грева, а между ребром и бумагой проложена лента копировальной бу-
24
маги. В месте нажатия пера на движущейся бумаге остается окрашен-
ный след записи. Копировальная лента медленно перематывается с од-
ной катушки на другую, так что место контакта ее с бумагой все время
меняется. Запись получается в прямоугольных координатах.
При использовании рассмотренных выше перьевых регистраторов
необходимо обеспечить оптимальное давление пера на бумагу. Непра-
вильная установка пера может быть обнаружена по записи калибровоч-
ного импульса. При чрезмерном нажатии получается запись, приведен-
ная на рис. I— 17, а, свидетельствующая об излишнем затухании меха-
нической системы регистратора. При недостаточном давлении пера за-
тухание мало и перо в конце фронта и среза совершает колебания
Рис. I—17. Вид записи калибровочного импульса при разных затуханиях механиче-
ской системы регистратора.
а — большое затухание; б — нормальное затухание; в — недостаточное затухание.
с амплитудой, составляющей более 10% от амплитуды импульса (рис.
I—17, в). При нормальном затухании калибровочный импульс должен
иметь вид, показанный на рис. I — 17, б, колебания в конце фронта и
среза составляют по амплитуде около 10% импульса.
Регистраторы с фотозаписью используют либо зеркальный гальвано-
метр, либо производят фотографирование непосредственно с экрана
электронно-лучевой трубки. Фотозапись, являвшаяся до появления ме-
тодов непосредственной записи основным способом регистрации, сохра-
нила свое значение и в настоящее время при исследовании наиболее
высокочастотных процессов. В частности, фотозапись находит примене-
ние в электромиографах, позволяя записывать колебания с частотой до
нескольких килогерц при использовании гальванометров. При использо-
вании электронно-лучевой трубки фотозапись практически безинерци-
онна.
Для получения графической зависимости изменений биопотенциа-
лов во времени бумажная лента (или другой носитель записи) должна
протягиваться с постоянной скоростью. Такое протягивание обеспечи-
вается лентопротяжным механизмом с электроприводом. Скорость про-
тягивания определяется частотным спектром биопотенциалов. Для элек-
трокардиографов обычная скорость составляет 25 и 50 мм/с. Для записи
медленно изменяющихся биопотенциалов желудка скорость записи сни-
жается до 10 мм/мин. Во многих приборах обеспечивается ступенчатое
изменение скорости протягивания. В этом случае для того, чтобы знать
масштаб времени, может применяться специальный регистратор, созда-
ющий на ленте отметки времени. Периодические сигналы на этот реги-
стратор подаются отметчиком. Отметчик времени может быть механи-
ческим, входящим в состав лентопротяжного механизма, либо элек-
тронным, использующим стабильное по частоте напряжение питающей
сети.
Электронно-лучевые трубки используются также и для визуального
наблюдения за исследуемым процессом. Особая область их примене-
ния— регистрация векторэлектрокардиограммы, т. е. изображение ре-
зультирующего вектора электрической активности сердца (см. раздел 1).
25
Для облегчения анализа зарегистрированной кривой биопотенциалов
применяются различного рода анализаторы 9 (см. рис. I — 8), которые
могут быть встроены в прибор. Наиболее часто применяются интегра-
торы и устройства для частотного анализа. С помощью интегратора
оценивается площадь, лежащая между исследуемой кривой и нулевой
линией, т. е. суммарная биоэлектрическая активность за определенный
промежуток времени. Устройства для частотного анализа в простейшем
случае представляют собой набор узкополосных фильтров, перекрываю-
щих спектр исследуемого процесса. В результате прохождения сигнала
через фильтры, последующего интегрирования и регистрации получает-
ся спектрограмма, т. е. набор сигналов (по числу фильтров), пропорци-
ональных суммарной биоэлектрической активности, выделенной данным
фильтром из основной кривой. Наибольшее применение анализаторы
находят при исследовании биоэлектрической активности мозга.
Составной частью прибора для регистрации биоэлектрической актив-
ности может явиться стимулятор 10 (см. рис. I — 8) для воздействия на
ткань или орган и выявления их ответной реакции. В состав электроэн-
цефалографов могут входить фото- и фоностимуляторы, а в состав элек-
тромиографов — электростимуляторы.
В заключение данного раздела укажем основные характеристики
прибора для регистрации биопотенциалов в целом.
Одной из основных характеристик является чувствительность прибо-
ра, определяемая отношением величины отклонения в мм на записи при
подаче на вход стандартного напряжения (применяется и обратная ве-
личина). Максимальная чувствительность прибора, определяемая в ос-
новном коэффициентом усиления усилителя и чувствительностью реги-
стратора, может находиться в пределах от 1 мм/мкВ (для электроэнце-
фалографа) до 20 мм/мВ (для электрокардиографа).
Диапазон измеряемых напряжений определяется чувствительностью,
уровнем шумов и нелинейными искажениями прибора. Минимальное
отклонение на записи, которое можно измерить, не должно быть менее
0,5 мм и должно различаться на фоне шумовой дорожки. Максимальное
отклонение не должно выходить за пределы ширины записи, при этом
погрешность измерения напряжения не должна превышать допустимых
значений.
Амплитудно-частотная характеристика прибора определяется в обла-
сти нижних частот параметрами усилителя, а в области верхних — глав-
ным образом параметрами регистратора. Измерение этой характеристи-
ки обычно производится подачей на вход прибора синусоидальных сиг-
налов одинаковой амплитуды с регулируемой частотой и сравнением
амплитуд синусоид на записи при различных частотах. Верхняя и ниж-
няя граничные частоты определяются по снижению чувствительности на
этих частотах до заданного уровня (обычно 10—15%) по отношению к
чувствительности на средних частотах.
Диапазон измерения интервалов времени обусловлен, в основном,
скоростью протягивания диаграммной ленты или другого носителя запи-
си и колеблется в широких пределах в зависимости от назначения при-
бора.
Для многоканальных приборов весьма существенно отсутствие взаи-
мовлияния между каналами и синхронность записи по различным кана-
лам. Коэффициент взаимовлияния определяют подачей нормированного
сигнала (обычно прямоугольных импульсов) на вход одного канала при
замкнутых входах других. Отклонения на нулевой линии каналов с зам-
кнутым входом не должны превышать нескольких процентов от макси-
мальной амплитуды записи.
Несинхронность записи оценивают сравнением отклонений (в мм) на
записи различных каналов при одновременной подаче на них скачка
постоянного напряжения.
2G
й кривой биопотенциалов
(см. рис. I — 8), которые
то применяются интегра-
2 помощью интегратора
[уемой кривой и нулевой
ивность за определенный
го анализа в простейшем
х фильтров, перекрываю-
1те прохождения сигнала
и регистрации получает-
злу фильтров), пропорци-
ости, выделенной данным
применение анализаторы
ктивности мозга.
биоэлектрической актив-
— 8) для воздействия на
щии. В состав электроэн-
уляторы, а в состав элек-
юновные характеристики
эм.
чувствительность прибо-
[ения в мм на записи при
{меняется и обратная ве-
эора, определяемая в ос-
чувствительностью реги-
м/мкВ (для электроэнце-
афа).
яется чувствительностью,
прибора. Минимальное
ь, не должно быть менее
[ дорожки. Максимальное
нирины записи, при этом
а превышать допустимых
юра определяется в обла-
i области верхних — глав-
рение этой характеристи-
ора синусоидальных сиг-
частотой и сравнением
астотах. Верхняя и ниж-
нию чувствительности на
)—15%) по отношению к
эбусловлен, в основном,
[и другого носителя запи-
юсти от назначения при-
।
ютвенно отсутствие взаи-
мен по различным кана-
подачей нормированного
вход одного канала при
юй линии каналов с зам-
ких процентов от макси-
I
гм отклонений (в мм) на
я подаче на них скачка
§ 2. Электрокардиографы одноканальные
Одноканальный портативный электрокардиограф ЭК1Т-03 с тепловой
записью предназначен для эксплуатации в условиях неотложной помо-
щи, а также в стационарных условиях лечебно-профилактических учре-
ждений.
Имеется две модификации прибора в зависимости от примененного
в нем источника питания. Электрокардиограф универсальный имеет два
сменных блока питания — сетевой, для подключения к сети переменного
тока, и аккумуляторный — для автономного питания. Электрокардио-
граф сетевой не имеет аккумуляторного блока и может эксплуатиро-
ваться при наличии сети переменного тока.
Обе модели рассчитаны также на питание от аккумулятора авто-
мобиля.
Основные технические данные прибора: регистрируемые отведения —
I, II, III, aVR, aVL, aVF, V; наибольшая чувствительность не менее
15 мм/мВ; запись на теплочувствительную бумагу ТБ-1 шириной 50 мм,
ширина записи 40 мм; неравномерность частотной характеристики в по-
лосе пропускания 0,2—60 Гц не более + 10%; нелинейность амплитуд-
ной характеристики в пределах ширины записи не превышает + 10%;
постоянная времени не менее 1,8 с; входное сопротивление не менее
2 МОм; коэффициент дискриминации не менее 1000; скорость движения
бумажной ленты 25 и 50 мм/с; питание — а) от сети переменного тока
частотой 50 или 60 Гц, напряжением 127 В +10% или 220 В +10%;
б) от аккумулятора автомобиля напряжением 12 В +25%, —5%; в) от
аккумуляторного блока питания (для модификации прибора с универ-
сальным питанием); потребляемая мощность при питании от сети не
более 15 ВА, при питании от аккумуляторного блока — не более 7 ВА;
по защите от поражения электрическим током при питании от сети при-
бор выполнен по классу II; габаритные размеры 270X200X100 мм;
масса прибора с сетевым блоком питания не более 3,6 кг, с аккумуля-
торным блоком — не более 4,3 кг.
Принципиальная электрическая схема электрокардиографа приведе-
на на рис. I — 18 (см. вклейку).
Усилитель биопотенциалов включает в себя входные цепи, блок уси
лителя — преобразователя и блок усилителя мощности.
Входные цепи состоят из электродов, экранированных соединитель-
ных проводов, образующих кабель отведений, семиконтактного входно-
го разъема, резисторов 1—7, с помощью которых создаются электро-
кардиографические отведения и переключателя отведения В1. Через
входные цепи сигнал поступает на вход усилителя-преобразователя.
Усилитель-преобразователь обеспечивает преобразование низкоча-
стотного сигнала в модулированное напряжение частотой 100 кГц и уси-
ление этого напряжения с последующей демодуляцией.
Источником напряжения несущей частоты (100 кГц) является LC —
генератор синусоидальных колебаний, собранный на транзисторе Т5.
В колебательную систему генератора входят обмотки III и IV трансфор-
матора ТрЗ, что обеспечивает получение напряжения с частотой 100 кГц
и на остальных его обмотках. С обмотки VI это напряжение подается
на амплитудный модулятор, представляющий собой мост на варикапах
Д1-Д4.
В отсутствие сигнала на входе мост сбалансирован (при настройке
прибора это достигается с помощью подбора конденсаторов 3, 4) и на
выходе моста, т. е. на первичной обмотке трансформатора Тр1 напряже-
ние отсутствует. При подаче на варикап Д1 со входа прибора низкоча-
стотного полезного сигнала емкость варикапа изменяется, и в результате
разбаланса моста на его выходе появляется напряжение с частотой
100 кГц. Величина этого напряжения пропорциональна величине полез-
27
ного сигнала. Таким образом происходит модуляция напряжения несу-
щей частоты низкочастотным сигналом, снимаемым с электродов.
Усиление на несущей частоте уменьшает влияние низкочастотных
синфазных помех без необходимости обеспечивать высокую степень сим-
метрии каскадов и применять специальные меры для подавления этих,
помех. Кроме того, это обеспечивает высокое входное сопротивление
прибора и разделение входных и выходных цепей по постоянному току.
Со вторичной обмотки трансформатора Тр1 модулированное напря-
жение поступает на вход усилителя переменного тока. Усилитель собран,
на транзисторах Т1— Т4. Первые три каскада имеют непосредственную-
связь, третий и четвертый каскады связаны через разделительный кон-
денсатор И.
Нагрузкой усилителя является первичная обмотка трансформатора
Тр2. Со вторичных обмоток трансформатора усиленное напряжение по-
дается на два фазочувствительных демодулятора.
Демодуляторы представляют собой мостовые схемы на диодах Д5 —
Д8, Д9 — Д12 и резисторах 33—36, 37—41 соответственно. В одну из
диагоналей мостов подается напряжение несущей частоты с обмоток.
I и II трансформатора ТрЗ. Другая диагональ питается усиленным на-
пряжением частотой 100 кГц, модулированным полезным сигналом.
В результате фазочувствительного детектирования в нагрузке, подклю-
ченной между средними точками обмоток, питающих демодулятор опор-
ным и модулированным напряжениями, выделяется полезный низкоча-
стотный сигнал. '
Нагрузкой демодулятора на диодах Д9 — Д12 является сдвоенный^
переменный резистор 8. Ось резистора выведена на панель управления,
(ручка «^») для плавной регулировки чувствительности прибора.
С движков резистора 8 напряжение подается на усилитель мощности.
С помощью переключателя В4 (кнопка «'/г» на панели управления) чув-
ствительность прибора может быть уменьшена в 2 раза. Это достигается
размыканием нормально-замкнутых контактов 1—2 переключателя В4,
которые шунтируют резистор 46, включенный последовательно с нагру-
зочным резистором 8.
Выходное напряжение демодулятора на диодах Д5 — Д8 подается
через цепь отрицательной обратной связи на вход модулятора для ста-
билизации нулевого выходного напряжения усилителя-преобразователя.
Электрокардиограф может быть использован для приема электро-
кардиограмм, переданных по телефонному каналу. Для этого контакты
6, 7 входного разъема соединены с одной половиной сдвоенного резисто-
ра 8. При нажатии кнопки «’/г» наибольшая чувствительность канала,
составляет 0,05 мм/мВ при входном сопротивлении не менее 1,5 кОм.
Для калибровки амплитудных значений электрокардиограммы в при-
боре имеется источник калибровочного напряжения 1 мВ. Калибровка
производится с помощью переключателя В2 (кнопка «1 mV» на панели
управления) при установке переключателя отведений в положение «1мУ».
Напряжение 10 В, стабилизированное в блоке усилителя мощности, че-
рез делитель (резисторы 1, 2) с коэффициентом деления 104 подается
при этом на вход модулятора.
Чтобы ускорить возвращение пера на нулевую линию при переклю-
чении отведения, смене положения грудного электрода и в других слу-
чаях, с помощью переключателя ВЗ (кнопка «0» на панели управления)
закорачиваются резисторы 8, 9 в цепи обратной связи усилителя-преоб-
разователя, а также входы транзисторов Тб, Т13 в блоке усилителя
мощности (см. ниже).
Усилитель мощности состоит в основном из двухкаскадного диффе-
ренциального усилителя на транзисторах T9, Т10, Т4, Т15 и выходного-
каскада, собранного по мостовой схеме на транзисторах Т7, Т8, Til, Т12.
Развязка входа дифференциального усилителя от цепей регулировки
28
•чувствительности обеспечивается эмиттерными повторителями на тран-
зисторах Tl, Т2. В эмиттерные цепи транзисторов включен переменный
резистор 9 (ручка «<-»> на панели управления), позволяющий регулиро-
вать положение нулевой линии на записи.
Для согласования выхода дифференциального усилителя и входа
выходного каскада применены эмиттерные повторители на транзисторах
Т5, Т14. Транзисторы Тб, Т13 стабилизируют начальный ток транзисто-
ров выходного каскада.
Заводская регулировка амплитудно-частотной характеристики про-
изводится с помощью включенных в первый каскад дифференциального
усилителя элементов — Др1, резистора 32, конденсаторов 6, 8. Линей-
ность амплитудной характеристики регулируется подбором резисторов 19,
23, 25, 28 в цепи усилителя мощности.
Нагрузкой выходного каскада является электромагнитный поляризо-
ванный преобразователь ПЭП10, обмотка управления которого включе-
на в диагональ моста. Отклонения теплового пера, соединенного с рото-
ром преобразователя, пропорциональны току в обмотке.
В блоке усилителя мощности имеется также стабилизатор напряже-
ния на транзисторе ТЗ с источником опорного напряжения — стабили-
троном Д1. Стабилизированное напряжение используется для питания
усилителя-преобразователя и эмиттерных повторителей на входе блока.
Лентопротяжный механизм обеспечивает перемещение с заданной
скоростью теплочувствительной бумажной ленты. Электродвигатель Ml
привода имеет двухступенчатую электрическую регулировку скорости
вращения.
Питание электродвигателя производится вырабатываемыми в блоке
регулировки импульсами тока. Импульсы создаются мультивибратором
на транзисторах Т2, ТЗ. Частота импульсов и соответственно скорость
вращения определяется режимом работы регулирующего транзистора
Т1 в цепи разряда конденсатора 1. Напряжение на базе транзистора
Т1 определяется транзистором Т4, у которого с помощью переключателя
В6 (кнопка «50/25» на панели управления) коммутируется цепь базы.
В блоке регулировки имеется также цепь изменения накала тепло-
вого пера. Тепловое перо обеспечивает запись усиленных биопотенциа-
лов сердца на теплочувствительной бумаге. Перо, выполненное в виде
тонкой металлической трубки, имеет косвенный подогрев до температу-
ры около 30° С. Спираль накала Э1, намотанная на помещенный внутрь
пера керамический полый цилиндр, питается напряжением 12 В через
гасящий переменный резистор 20. Регулировка накала производится с
помощью ручки «^», выступающей из прорези на боковой стенке при-,
бора. Для защиты пера от перегрева цепь регулировки накала включа-
ется только при включении лентопротяжного механизма (кнопка «М» на
панели управления).
Для питания прибора от сети переменного тока используется блок
питания сетевой. Блок питания с помощью съемного сетевого шнура
может подключаться к сети напряжением 127 или 220 В. Переключение
отводов первичной обмотки силового трансформатора Тр1 соответствен-
но напряжению сети происходит автоматически с помощью реле Р1, пи-
таемого от сети через диод Д1. Сетевого напряжения 127 В недостаточно
для срабатывания реле и через его нормально-замкнутые контакты 3—4
сетевое напряжение подается на выводы 2—3 первичной обмотки транс-
форматора. При напряжении сети 220 В реле Р1 срабатывает, и сетевое
напряжение через его контакты 3—5 подается на всю первичную обмот-
ку (выводы 1—3).
В сетевом проводе блока включены выключатель В1 (ручка на корпу-
се блока, маркированная красной точкой) и предохранитель Пр. От вто-
ричной обмотки силового трансформатора питаются два двухполупери-
одных выпрямителя: собранный на диодах Д2, ДЗ с фильтровым кон-
20
денсатором 2, и собранный на диодах Д4, Д5 с фильтровым конденса-
тором 3. От второго выпрямителя питаются электродвигатель и цепь на-
кала пера.
Напряжение, создаваемое первым выпрямителем, стабилизируется
компенсационным стабилизатором на транзисторах Т1—ТЗ с источни-
ком опорного напряжения на стабилитроне Д6 и используется для пи-
тания усилителя биопотенциалов.
Сетевой блок питания может подключаться через вилку Ш2 (марки-
ровка «—124» на корпусе блока) к аккумулятору автомобиля. Чтобы
исключить выход из строя деталей и элементов при случайном наруше-
нии полярности на входе блока имеются диоды Д7—Д9.
Нестабилизированное напряжение первого выпрямителя через ту же
вилку Ш2 может быть использовано для заряда аккумуляторной бата-
реи блока питания аккумуляторного. Аккумуляторный блок питания,,
предназначенный для автономного питания прибора, содержит батарею
Б1 напряжением 13,5—15 В, электронное реле минимального напряже-
ния и индикатор разряда батареи.
При уменьшении напряжения на выходе блока питания до 11,7—
12,1 В электронное реле отключает нагрузку от батареи. Реле работает
следующим образом. При нормальном напряжении батареи транзистор
ТЗ открыт (потенциал на базе транзистора устанавливается при на-
стройке блока с помощью резистора 4). При разряде батареи падение
напряжения на резисторе 5 уменьшается, тогда как напряжение на ста-
билитроне Д1 остается неизменным. Следствием этого является умень-
шение напряжения на базе транзистора. Когда напряжение батареи до-
стигнет предельно допустимой величины, транзистор ТЗ окажется за-
пертым. При этом уменьшится падение напряжения на резисторе 7, и
транзистор Т2 также окажется запертым, что приведет к уменьшению
тока через резистор 6 и запиранию включенного в цепь нагрузки тран-
зистора Т1. В результате разряд батареи прекращается.
8
Рис. I —19. Общий вид электрокардиографа ЭК1Т-03 с сете-
вым блоком питания. Объяснение в тексте.
Индикатор напряжения батареи ИП1 включен в диагональ моста,
собранного на резисторах 2, 12—14 и стабилитроне Д1. Подбором рези-
сторов И и 13 добиваются, чтобы при полностью заряженной батарее
стрелка индикатора находилась на 1—2 мм от края зеленого поля шка-
лы, а при напряжении 12 В — на границе зеленого и красного полей.
30
с фильтровым конденса-
стродвигатель и цепь на-
ггелем, стабилизируется
эрах Т1—ТЗ с источни-
и используется для пи-
через вилку Ш2 (марки-
гору автомобиля. Чтобы
при случайном наруше-
7-Д9-
ыпрямителя через ту же
,а аккумуляторной бата-
яторный блок питания,
бора, содержит батарею
минимального напряже-
ока питания до 11,7—
батареи. Реле работает
шии батареи транзистор
:танавливается при на-
'азряде батареи падение
как напряжение на ста-
до этого является умень-
напряжение батареи до-,
шстор ТЗ окажется за-
меняя на резисторе 7, и
приведет к уменьшению
о в цепь нагрузки тран-
цается.
Блок может подключаться к аккумулятору автомобиля. Для защи-
ты от напряжения обратной полярности в цепи внешнего питания вклю-
чен диод Д2.
Включение блока производится выключателем В1 (ручка на корпусе
блока, маркированная красной точкой).
Устройство прибора. Электрокардиограф (рис. I —19) смон-
тирован в портативном удобном для переноски корпусе. На расположен-
ной в углублении панели управления находятся: слева — ручка 1 регу-
лятора изменения чувствительности «▼»; в центре — кнопка 2 успокое-
ния «О»; кнопка 3 включения лентопротяжного механизма «М»; кнопка 4
переключения скорости движения ленты «50/25»; кнопка 5 переключения
чувствительности «’А»; кнопка 6 калибровки «ImV»; справа — ручка 7
смещения нулевой линии « +», ручка 8 переключателя отведений. На пра-
вой боковой стенке имеется отверстие 9 для подключения кабеля отве-
дений и ручка 10 регулятора накала пера «^».
На рис. I — 19 прибор показан с сетевым блоком питания 11. На
верхней части блока находится сетевой выключатель 13 и глазок 12 сиг-
нальной лампы. На задней части блока смонтированы гнездо рабочего-
заземления «т », приборная вилка «127/220 V» для подключения сетевого-
шнура и приборная вилка «—12 V» для соединения с аккумулятором
автомобиля. На нижней стенке блока установлен держатель предохра-
нителя.
Сетевой блок питания крепится к корпусу прибора двумя невыпа-
дающими винтами и легко может быть заменен на аккумуляторный
блок. Аккумуляторный блок имеет в верхней части выключатель и инди-
катор разряда, в торцовой части — приборную вилку «—12 V» для под-
ключения аккумулятора автомобиля и заряда блока, а также гнездо-
«ф» рабочего заземления.
зграфа ЭК!Т-ОЗ с сете-
ение в тексте.
чен в диагональ моста,.
)оне Д1. Подбором рези-
гью заряженной батарее
края зеленого поля шка-
)го и красного полей.
Рис. I — 20. Лентопротяжный механизм электрокардиографа ЭК1Т-03. Объясне-
ние в тексте.
В средней части прибора размещен лентопротяжный механизм (рис..
I — 20). Механизм смонтирован между двумя вертикальными стенкам»
4 и 11, соединенными стяжками 10. Вал электродвигателя 2 связан ре-
дуктором 3 с обрезиненным валиком 9, приводящим в движение тепло-
чувствительную бумажную ленту. Рулон ленты одевается на втулку 8,
укрепленную под откидным столиком 6 (на рисунке столик со втулкой
показан в откинутом положении). Лента огибает сверху направляющие
валики 7 и проходит в пазах над столиком. В рабочем положении сто-
лик опущен и вместе с бумагой поджимается к обрезиненному ролику
цилиндрической пружиной 5.
ЗС
Тепловое перо 1 укреплено на валу ротора электромагнитного поля-
ризованного преобразователя. При углах поворота до +10° от среднего
положения поворот ротора практически пропорционален току в обмотке
управления преобразователя. Перо прижимается к бумажной ленте, оги-
бающей крайний направляющий валик столика.
Между стенками лентопротяжного механизма укреплена печатная
плата блока регулировки. Печатные платы усилителя-преобразователя
и усилителя мощности смонтированы под панелью управления прибора
в вертикальном положении.
В комплект прибора входят: футляр для переноски прибора, 4 электрода для ко-
нечностей и 1 грудной, резиновые ленты для крепления электродов, кабель отведений,
соединительные шнуры, запасные тепловые перья и граммометр для измерения давле-
ния пера на бумагу.
Управление прибором при подготовке к работе
и записи электрокардиограммы. Для заправки бумажной
ленты следует, нажав на столик, слегка утопить его и вывести из прибо-
ра, при этом стол откинется в положение, показанное на рис. I — 20.
Установив рулон бумаги на втулку, заправляют конец ленты в пазы сто-
лика и возвращают стол в рабочее положение.
Затем устанавливают ручки управления в исходное положение: руч-
ку выключателя сети (прибор поставляется с установленным сетевым
блоком питания) в выключенное положение, все кнопки в верхнее поло-
жение, за исключением кнопки успокоения, которая должна быть нажа-
та; регулятор чувствительности в среднее положение. Гнездо рабочего
заземления соединяется с заземляющим контуром, например, с по-
мощью струбцины с трубами центрального отопления. Подключив сете-
вой шнур к приборной вилке «127/220 V», вставляют сетевую вилку в ро-
зетку с напряжением 127 или 220 В.
В условиях скорой помощи сетевой блок питания (приборная вил-
ка «— 12 V») с помощью специального шнура с нестандартной вилкой
может быть подключен к аккумулятору автомобиля. Следует иметь в
виду, что при этом отсутствует выключатель питания и индикация на-
пряжения. Контроль наличия питания и правильной его полярности про-
изводится нажатием кнопки «М». Если обрезиненный валик не вращает-
ся, надо сменить полярность вилки.
При замене сетевого блока питания на аккумуляторный выключа-
тель аккумуляторного блока должен быть в выключенном положении.
О степени заряда установленной в блоке аккумуляторной батареи мож-
но судить по индикатору (при включенном выключателе), стрелка кото-
рого должна быть в пределах зеленой зоны. При падении напряжения
ниже допустимого значения батарея должна быть заряжена. Для этого
у снятого с прибора сетевого блока и у аккумуляторного блока (его
можно не снимать с прибора) соединяют специальным шнуром прибор-
ные вилки «— 12 V». Подав питание на сетевой блок, производят заряд
батареи. Степень заряда периодически проверяется включением выклю-
чателя аккумуляторного блока. Время полного заряда — 15 ч.
Время непрерывной работы электрокардиографа при питании от пол-
ностью заряженной батареи — не менее часа. При разряде батареи в
условиях скорой помощи аккумуляторный блок так же, как и сетевой,
может быть подключен к аккумулятору автомобиля.
Рассмотрев возможные виды питания прибора, перейдем к управле-
нию им при записи электрокардиограммы. Подключив кабель отведе-
ний, накладывают электроды по обычной методике. Наконечники кабе-
ля отведений соединяют с электродами и фиксируют винтами, при этом
красный провод соединяется электродом на правой руке, желтый —
с электродом на левой руке, зеленый — с электродом на левой ноге, чер
ный — с электродом на правой ноге, белый — с грудным электродом.
32
ра электромагнитного поля-
ворота до +10° от среднего
порционален току в обмотке
ется к бумажной ленте, оги-
ка.
низма укреплена печатная
усилителя-преобразователя
анелью управления прибора
ски прибора, 4 электрода для ко-
1ия электродов, кабель отведений,
•раммометр для измерения давле-
эдготовке к работе
Для заправки бумажной
шть его и вывести из прибо-
показанное на рис. I — 20.
яют конец ленты в пазы сто-
е.
в исходное положение: руч-
с установленным сетевым
, все кнопки в верхнее поло-
которая должна быть нажа-
оложение. Гнездо рабочего
сонтуром, например, с по-
отопления. Подключив сете-
тавляют сетевую вилку в ро-
к питания (приборная вил-
ура с нестандартной вилкой
томобиля. Следует иметь в
ib питания и индикация на-
вильной его полярности про-
зиненный валик не вращает-
аккумуляторный выключа-
в выключенном положении,
кумуляторной батареи мож-
выключателе), стрелка кото-
я. При падении напряжения
а быть заряжена. Для этого
шкумуляторного блока (его
юциальным шнуром прибор-
евой блок, производят заряд
юряется включением выклю-
iro заряда — 15 ч.
иографа при питании от пол-
са. При разряде батареи в
блок так же, как и сетевой,
мобиля.
рибора, перейдем к управле-
Подключив кабель отведе-
летодике. Наконечники кабе-
эиксируют винтами, при этом
на правой руке, желтый —
[ектродом на левой ноге, чер
— с грудным электродом.
Включают электрокардиограф с помощью выключателя на его блоке
питания. При этом загорается сигнальная лампа на сетевом блоке либо
отклоняется индикатор заряда на аккумуляторном. После этого устанав-
ливают чувствительность прибора. Для этого, нажимая и отпуская кноп-
ку успокоения «0», ручкой смещения нулевой линии выводят ее на сере-
дину бумаги. Затем, нажав кнопку «М», включают лентопротяжный ме-
ханизм и, нажимая на короткое время кнопку калибровки «1 mV», запи-
сывают калибровочный сигнал. Ручкой регулятора чувствительности до-
биваются того, чтобы амплитуда сигнала на ленте составляла 10 мм.
При необходимости регулируют накал пера, добиваясь хорошего каче-
ства записи при отсутствии прожога бумаги.
Включив кнопку успокоения, переводят переключатель отведений в
положение «1». Повторным нажатием устанавливают кнопку успокоения
в выключенное положение и производят запись электрокардиограммы.
Аналогично производят запись и других отведений. Перестановку груд-
ного электрода также следует производить при нажатой кнопке успо-
коения.
В случае, если запись не помещается на бумаге, следует уменьшить
в два раза чувствительность, нажав кнопку «'А».
После окончания записи отключают питание прибора и электроды
снимают с пациента.
Электрокардиограф одноканальный ЭК1Т «Малыш» выпускается
производственным объединением «Красногвардеец». Малый вес и габа-
риты при наличии комбинированного питания (от сети либо от блока
аккумуляторов) позволяют эксплуатировать прибор как в медицинских
учреждениях, так и в условиях скорой и неотложной помощи.
Основные технические данные: регистрируемые отведения I, II, III,
aVR, aVL, aVF, V, при наибольшей чувствительности 20 мм/мВ; неравно-
мерность амплитудно-частотной характеристики в пределах 0,2—60 Гц
не более —|—10%, —20%; постоянная времени 2 с; входное сопротивление
20 МОм; запись на теплочувствительную диаграммную ленту шириной
40 мм; скорость движения диаграммной ленты 25 и 50 мм/с; питание от
сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 127/220 В + 10%
или от блока аккумуляторов; потребляемая от сети мощность не более
30 ВА; прибор выполнен по II классу защиты от поражения электриче-
ским током; габаритные размеры 270X170X92 мм; масса с блоком ста-
билизатора 4,2 кг, с блоком аккумуляторов — 3,8 кг.
Основными узлами прибора являются усилитель, лентопротяжный.
механизм, стабилизатор, блок аккумуляторов.
Принципиальная электрическая схема прибора приведена на рис.
I — 21 (см. вкладку).
Усилитель, выполненный по дифференциальной схеме, состоит из
входных цепей, предварительного усилителя и усилителя постоянного
тока. Через переключатель отведений В1 сигнал поступает на входной
каскад, выполненный на сдвоенном полевом транзисторе Т101а и Т1016.
Малые токи затвора полевых транзисторов обеспечивают высокое вход-
ное сопротивление каскада. Транзистор Т102 включен в качестве общей
истоковой нагрузки, что увеличивает подавление синфазных помех. Сим-
метрирование входного каскада производится с помощью переменного
резистора 104.
Каскад на эмиттерных повторителях (транзисторы ТЮЗ, Т104) обес-
печивает согласование входного каскада с выходным, собранным на
транзисторах Т105, Т106. Переменный резистор 117 и конденсаторы 103,
104 образуют цепочку, корректирующую частотную характеристику
гальванометра.
Через переходные конденсаторы 101, 105 усиленный сигнал поступает
на входной каскад усилителя постоянного тока, выполненный на парных
полевых транзисторах Т107, Т108. С помощью кнопочных переключате-
3 № 1471
33
лей ВЗ-З и ВЗ-4 коммутируются резисторы 120-^125, чем обеспечивается
двукратное и четырехкратное ослабление наибольшей чувствительности.
При выключенных переключателях (кнопки «1 :2» и «2: 1» на панели
управления отжаты) напряжение на затвор транзистора Т107 снимается
с делителя, верхним плечом которого является резистор 120, нижним —
резисторы 121, 122 (для транзистора Т108 — соответственно резистор
125 и резисторы 123, 124). При этом чувствительность прибора номи-
нальная—10 мм/мВ. При нажатии кнопки «1:2» (переключатель ВЗ-З)
резисторы 121 и 124 переключаются из нижнего плеча в верхнее, что
приводит к уменьшению чувствительности в 2 раза по сравнению с номи-
нальной. При включении кнопки «2: 1» (переключатель ВЗ-4) конденса-
торы 101 и 105 непосредственно соединяются с затворами транзисторов
Т107 и Т108, что увеличивает чувствительность в 2 раза-по сравнению
с номинальной.
Каскад на эмиттерных повторителях (транзисторы Т109, ТИО) со-
гласует входной и усилительный каскад на транзисторах Till и Т112.
Согласование с выходным каскадом, собранным по мостовой схеме на
транзисторах Т115 — Т118, осуществляется с помощью эмиттерных по-
вторителей на транзисторах Т113, Т114. В диагональ моста выходного
каскада включен гальванометр У4. Усилитель постоянного тока охвачен
отрицательной обратной связью через резисторы 127 и 131. Подбором
этих резисторов устанавливается коэффициент усиления прибора. По-
тенциометр 9 (ручка «£» на панели управления) служит для смещения
начального положения пера.
Переключатель ВЗ-2 (кнопка «Усп.») замыкает между собой пере-
ходные конденсаторы 101, 105, закорачивая тем самым вход усилителя
постоянного тока. При нажатии кнопки «Усп.» (кнопка «Запись» не
включена) цепь, замыкающая переходные конденсаторы, размыкается,
и сигнал проходит через усилитель. При нажатии кнопки «Запись» (пе-
реключатель ВЗ-1) функции кнопки «Усп.» меняются: при нажатии
кнопки переходные конденсаторы замыкаются, чем ускоряется переход-
ной процесс при переключении отведений и других коммутациях в при-
боре.
Калибратор обеспечивает подачу на вход усилителя напряжения
1 мВ. Калибровочное напряжение создается с помощью делителя на ре-
зисторах 208, 207, 13, подключенного к выходу стабилизатора на тран-
зисторе Т204. Напряжение снимается с нижнего плеча делителя (рези-
стор 13) при нажатой кнопке «ImV» (переключатель В2-2) и установке
переключателя отведений в положение «К».
Преобразователь напряжения, служащий для питания цепей предва-
рительного усилителя, собран по схеме LC-генератора на транзисторе
Т203 и трансформаторе Тр. Генератор питается от аккумуляторной ба-
тареи или стабилизатора с сетевым питанием. Питающее напряжение
дополнительно стабилизируется с помощью регулирующего транзисто-
ра Т204, опорное напряжение в цепи базы которого создается стабили-
троном Д206. Напряжение, создаваемое генератором во вторичной об-
мотке трансформатора Тр, выпрямляется с помощью моста на диодах
Д202 — Д205 и фильтруется конденсаторами 203, 204.
Для упрощения эксплуатации прибора и экономии диаграммной
ленты в нем имеется автоматическое устройство, включающее ленто-
протяжный механизм с задержкой до 3 с, необходимой для установле-
ния режима усилителя, а также выключающее протяжку при переклю-
чении отведений.
Автоматическое устройство выполнено на транзисторах Т205 — Т207,
управляющих исполнительным реле Р. Напряжение питания на транзи-
сторы подается при включении кнопки «Запись». При этом размыкается
также цепь, шунтировавшая конденсатор 208. Так как транзистор Т205
34
заперт (его база чер<
денсатор начинает за
крывает транзистор 7
тате чего открываете
размыкаются контак
обесточивается, а кс
переходные конденса'
По мере заряда
уменьшается, что пр
обесточиванию реле >
пряжение на стабшп
тяжное устройство. <
торы усилителя.
Во время переклв
ся от шасси, и конд
стор. Затем ток зар:
автоматическое устр<
При нажатии кно
грев пера Э. Предва
стор 12 при включен
Стабилизатор об<
Т209. С помощью к
база транзистора T2L
зисторах 229, 227 ли,
резисторов 229 и 228
ленты 25 мм/с и 50
чения нагрузки уме
как следствие умень
стора Т209. В резул!
включенного регулир
стабилизация числа о
Рис. 1 — 22.
у стр О)
Для индикации ш
прибор ИП, напряже
Стрелка прибора дол
переходе стрелки в з(
Зарядное устройство,
собой питаемый от с<
двухполупериодной с
ряд») является инди
установлен переклк
Кн1 и индикаторная
При питании от с
ется на блок стабил
3*
заперт (его база через переключатель В1-5 соединена с шасси), то кон-
денсатор начинает заряжаться через резисторы 218, 219. Ток заряда от-
крывает транзистор Т206, потенциал на его коллекторе падает, в резуль-
тате чего открывается транзистор Т207 и включается реле Р. При этом
размыкаются контакты 4—5 реле и стабилизатор оборотов двигателя
обесточивается, а контакты 2—3 замыкаются, соединяя между собой
переходные конденсаторы 101 и 105.
По мере заряда конденсатора 208 ток через резисторы 218, 219
уменьшается, что приводит к запиранию транзисторов Т206 и Т207 и
обесточиванию реле Р. При этом через контакты 4—5 реле подается на-
пряжение на стабилизатор оборотов двигателя и включается лентопро-
тяжное устройство. Одновременно размыкаются переходные конденса-
торы усилителя.
Во время переключения отведений база транзистора Т205 отрывает-
ся от шасси, и конденсатор 208 мгновенно разряжается через транзи-
стор. Затем ток заряда конденсатора открывает транзистор Т206, и
автоматическое устройство срабатывает, как это описано выше.
При нажатии кнопки «Запись» подается также напряжение на подо-
грев пера Э. Предварительный подогрев на перо подается через рези-
стор 12 при включении питания кнопкой «Вкл.» (переключатель В2-1),
Стабилизатор оборотов двигателя собран на транзисторах Т208,
Т209. С помощью кнопок «25» и «50» (переключатели В2-4 и В2-3)
база транзистора Т209 подключается соответственно к делителям на ре-
зисторах 229, 227 либо на резисторах 228, 227. С помощью переменных
резисторов 229 и 228 устанавливается скорость движения диаграммной
ленты 25 мм/с и 50 мм/с. При увеличении тока двигателя из-за увели-
чения нагрузки уменьшается выходное напряжение стабилизатора и
как следствие уменьшается коллекторный ток управляющего транзи-
стора Т209. В результате уменьшается сопротивление последовательно
включенного регулирующего транзистора Т208, чем и обеспечивается
стабилизация числа оборотов двигателя.
Рнс. I — 22. Принципиальная электрическая схема зарядного
устройства электрокардиографа ЭК.1Т «Малыш».
Для индикации напряжения батареи аккумуляторов используется
прибор ИП, напряжение на который подается через резисторы 10, 11.
Стрелка прибора должна находиться в пределах красного сектора. При
переходе стрелки в зеленый сектор аккумуляторы необходимо зарядить.
Зарядное устройство, придаваемое к электрокардиографу, представляет
собой питаемый от сети выпрямитель, собранный на диодах Д1, Д2 по
двухполупериодной схеме (рис. I—22). Лампа накаливания Л2 («За-
ряд») является индикатором заряда аккумуляторов. В сетевой цепи
установлен переключатель — предохранитель Пр1, выключатель сети
Кн1 и индикаторная неоновая лампа Л1.
При питании от сети переменного тока блок аккумуляторов заменя-
ется на блок стабилизатора (рис. I—23). От силового трансформатора
3*
35
Tpl блока питается двухполупериодиый выпрямитель на диодах Д302,
ДЗОЗ и конденсаторах 1, 2. Стабилизатор состоит из последовательно
включенного регулирующего транзистора Т1 и цепи обратной связи,
включающей в себя управляющий транзистор Т302 и эмиттерный повто-
ритель на транзисторе ТЗО1. Опорное напряжение создается стабили-
рис. I — 23. Принципиальная электрическая схема стабилизатора электрокардиографа
ЭК/IT «Малыш».
Рис. I—24. Общий вид электрокардиографа ЭК1Т «Малыш». Объясне-
ние в тексте.
троном Д304. Для питания цепи обратной связи имеется дополнитель-
ный выпрямитель на диоде Д301 и конденсаторе 301, включенный по-
следовательно с основным.
Устройство электрокардиографа. Прибор (рис. 1 — 24)
смонтирован в металлическом корпусе, состоящем из двух вертикаль-
36
ных стенок, скрепл!
корпуса отдельным
ния которого распо
ведений 7, с помоц
а также в положен
теля подается кали
телей 6, состоящи}
(калибровка), «50»
тяжки 25 мм/с); бл
(включение лентоп]
(уменьшение време:
5 мм/мВ), «2 : 1» («
щения пера.
В блоке усилите
ные платы 9 (рис.
усилитель и усилит!
стоянного тока, ш
гой — преобразовав
пряжения питания,
братор, автомата
устройство, стабил
оборотов двигател!
единение блока уси
с источником пита
регистрирующим j
ством осуществлю
помощью разъеме
(см. рис. I — 25).
В левой части к
смонтирован лен
тяжный механизм,
редней стенке крепи
тырехступенчатый
тор, с помощью КО'
осуществляется г
механизма от элект;
гателя. На откид
щейся каретке 1 ус
лены втулка для
граммной ленты, ро,
столике 4 располож<
питания нагревателя
В нижней части
сек для блоков пит,
тора. Эти сменные
тельные контактные
В комплект электро
электрод, 4 резиновых {
ка для переноски.
Управление
прибора с питание!
устанавливают пер<
соответствующее на
ковой стенке прибо
трального отоплени
панели управления
одной смонтированы предварительный
I—25. Усилитель электрокардиографа ЭК1Т
«Малыш».
ных стенок, скрепленных между собой кронштейнами. В правой части
корпуса отдельным блоком смонтирован усилитель, на панели управле-
ния которого расположены (см. также рис. I — 25): переключатель от-
ведений 7, с помощью которого выбирается любое из семи отведений,,
а также в положении «К» при нажатой кнопке «ImV» на вход усили-
теля подается калибровочное напряжение; блок кнопочных переключа-
телей 6, состоящий из кнопок «Вкл.» (включение питания), «ImV»
(калибровка), «50» (скорость протяжки 50 мм/с), «25» (скорость про-
тяжки 25 мм/с); блок кнопочных переключателей 8 — кнопки «Запись»
(включение лентопротяжного механизма и подогрева пера), «Усп.»
(уменьшение времени переходных процессов), «1:2» (чувствительность
5 мм/мВ), «2: 1» (чувствительность 20 мм/мВ); ручка 5 « $ » для сме-
щения пера.
В блоке усилителя имеются две вертикально расположенные печат-
ные платы 9 (рис. I—25). На
усилитель и усилитель по-
стоянного тока, на дру-
гой— преобразователь на-
пряжения питания, кали-
братор, автоматическое
устройство, стабилизатор
оборотов двигателя. Со-
единение блока усилителя
с источником питания и
регистрирующим устрой-
ством осуществляется с
помощью разъемов 10
(см. рис. I — 25).
В левой части корпуса
смонтирован лентопро-
тяжный механизм. К пе- 10z
редней стенке крепится че-
тырехступенчатый редук-
тор, с помощью которого
осуществляется привод I .
механизма от электродви-
гателя. На откидываю- рис
щейся каретке 1 установ-
лены втулка для диа-
граммной ленты, ролики для поджатия ленты п нож для ее обрезки. На
столике 4 расположен индикатор 2 напряжения питания, перо 3, клемма
питания нагревателя теплового пера.
В нижней части корпуса под съемной нижней крышкой имеется от-
сек для блоков питания — блока аккумуляторов или блока стабилиза-
тора. Эти сменные блоки имеют одинаковые габариты и присоедини-
тельные контактные устройства.
В комплект электрокардиографа входят 4 плоских электрода, присасывающийся-
электрод, 4 резиновых ремня, провод рабочего заземления, зарядное устройство, сум-
ка для переноски.
Управление прибором при эксплуатации. При работе-
прибора с питанием от сети в него вставляют блок стабилизатора и
устанавливают переключатель — предохранитель блока в положение,,
соответствующее напряжению сети. Контакт рабочего заземления на бо-
ковой стенке прибора соединяют с контуром заземления, трубами цен-
трального отопления или водопровода. Затем, установив все кнопки на
панели управления в выключенное (не нажатое положение), а пере-
' 37
одной смонтированы предварительный
I — 25. Усилитель электрокардиографа ЭК1Т
«Малыш».
них стенок, скрепленных между собой кронштейнами. В правой части
корпуса отдельным блоком смонтирован усилитель, на панели управле-
ния которого расположены (см. также рис. I — 25): переключатель от-
ведений 7, с помощью которого выбирается любое из семи отведений,
а также в положении «К» при нажатой кнопке «ImV» на вход усили-
теля подается калибровочное напряжение; блок кнопочных переключа-
телей 6, состоящий из кнопок «Вкл.» (включение питания), «ImV»
(калибровка), «50» (скорость протяжки 50 мм/с), «25» (скорость про-
тяжки 25 мм/с); блок кнопочных переключателей 8 — кнопки «Запись»
(включение лентопротяжного механизма и подогрева пера), «Усп.»
(уменьшение времени переходных процессов), «1:2» (чувствительность
5 мм/мВ), «2: 1» (чувствительность 20 мм/мВ); ручка 5 « J » для сме-
щения пера.
В блоке усилителя имеются две вертикально расположенные печат-
ные платы 9 (рис. I — 25). На
усилитель и усилитель по-
стоянного тока, на дру-
гой— преобразователь на-
пряжения питания, кали-
братор, автоматическое
устройство, стабилизатор
оборотов двигателя. Со-
единение блока усилителя 5.
с источником питания и
регистрирующим устрой-
ством осуществляется с
помощью разъемов 10
(см. рис. I — 25).
В левой части корпуса
смонтирован лентопро-
тяжный механизм. К пе- Joz
редией стенке крепится че-
тырехступенчатый редук-
тор, с помощью которого
осуществляется привод i
механизма от электродви-
гателя. На откидываю- рис
щейся каретке 1 установ-
лены втулка для диа-
граммной ленты, ролики для поджатия ленты и нож для ее обрезки. На.
столике 4 расположен индикатор 2 напряжения питания, перо 3, клемма,
питания нагревателя теплового пера.
В нижней части корпуса под съемной нижней крышкой имеется от-
сек для блоков питания — блока аккумуляторов или блока стабилиза-
тора. Эти сменные блоки имеют одинаковые габариты и присоедини-
тельные контактные устройства.
В комплект электрокардиографа входят 4 плоских электрода, присасывающийся
электрод, 4 резиновых ремня, провод рабочего заземления, зарядное устройство, сум-
ка для переноски.
Управление прибором при эксплуатации. При работе
прибора с питанием от сети в него вставляют блок стабилизатора и
устанавливают переключатель — предохранитель блока в положение,
соответствующее напряжению сети. Контакт рабочего заземления на бо-
ковой стенке прибора соединяют с контуром заземления, трубами цен-
трального отопления или водопровода. Затем, установив все кнопки на
панели управления в выключенное (не нажатое положение), а пере-
ЗГ
ключатель отведений в положение «К», включают вилку сетевого шнура
в розетку питающей сети.
Откинув каретку, устанавливают в прибор рулон диаграммной лен-
ты и заправляют конец ленты в щель над ножом для обрезания ленты.
Закрывают каретку и нажатием кнопки «Вкл.» включают питание при-
бора (стрелка индикатора должна установиться в пределах красного
сектора). Через 1 мин включают кнопку «Запись» и нажатием кнопки
«ImV» записывают калибровочный сигнал.
Закрепляют ремнями электроды с увлажненными прокладками на
конечностях пациента и присоединяют к ним наконечники кабеля отве-
дений в соответствии с их цветом: правая рука — красный (R); левая
рука — желтый (L); левая нога — зеленый (F); правая нога — черный
(N); грудная клетка — белый (С).
Устанавливают переключатель отведений в положение «1» и вклю-
чают кнопку «Запись». После записи нескольких циклов электрокардио-
граммы производят переключение отведений. При включении записи и
переключении отведений срабатывает автоматическое устройство, вы-
ключающее лентопротяжный механизм и блокирующие переходные кон-
денсаторы усилителя на время около 3 с. Перед переносом присасываю-
щегося электрода на новое место кнопку «Запись» следует выключать.
После окончания работы все кнопки следует установить в отжатое
положение и вынуть вилку сетевого шнура из розетки.
При использовании блока аккумуляторов их следует вначале заря-
дить с помощью зарядного устройства. Блок аккумуляторов вставляется
в нишу зарядного устройства, которое включается в сеть. При этом
должны гореть сигнальные лампы «Сеть» и «Заряд». До полной емко-
сти аккумуляторы заряжаются в течение 15 ч. После заряда аккумуля-
торов блок вставляется в прибор. Если до этого использовался блок
стабилизатора, то перед заменой блоков необходимо отключить прибор
от сети.
§ 3. Электрокардиографы многоканальные
Электрокардиографы многоканальные с тепловой записью
ЭЛКАР-75 (двух-, четырех- и шестиканальные) разработаны и выпуска-
ются производственным объединением «Красногвардеец». Электрокар-
диографы (рис. I — 26) являются модернизацией выпускавшихся при-
боров типа ЭЛКАР (см. 4-е издание книги). Основное отличие новых
Рис. I — 26. Общий вид электрокардиографов ЭЛКАР-75.
а — шестиканальный; б — четырехканальный; в — двухканальный.
38
электрокардиографов заключается в современной элементной основе —
полупроводниковых приборах, заменивших применявшиеся ранее элек-
тронные лампы. В сочетании с усовершенствованием конструкции это
позволило при улучшенных функциональных характеристиках (ширина
записи, например, увеличена с 30 до 40 мм) значительно уменьшить
габаритные размеры, вес и потребляемую мощность.
Электрокардиографы ЭЛКАР-75 выпускаются в трех модификациях:
двухканальный электрокардиограф ЭК-2Т, четырехканальный электро-
кардиограф ЭК-4Т, шестиканальный электрокардиограф ЭК-6Т.
Основные технические данные трех моделей идентичны: регистрация
трех основных, трех усиленных и шести грудных отведений; наибольшая
чувствительность 20 мм/мВ; неравномерность амплитудной характери-
стики в полосе 0,2—70 Гц не более +5%, —15%; эффективная ширина
записи на канал 40 мм при ширине линии записи не более 1 мм; ско-
рость протягивания ленты 2,5; 5; 10; 25; 50; 100 мм/с; ширина бумаги
90 мм (ЭК-2Т), 170 мм (ЭК-4Т), 250 мм (ЭК-6Т); питание от сети пере-
менного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В; потребляемая из сети
мощность 100 ВА (ЭК-2Т), 120 ВА (ЭК-4Т), 140 ВА (ЭК-6Т); по защи-
те от поражения электрическим током приборы выполнены по классу
01; габаритные размеры (без тележки) 554X244X233 мм (ЭК-2Т),
554X304X233 мм (ЭК-4Т), 554X384X233 мм (ЭК-6Т); масса (без те-
лежки) 20 кг (ЭК-2Т), 25 кг (ЭК-4Т), 35 кг (ЭК-6Т).
Электрическая часть и конструкция трех моделей электрокардиогра-
фов в максимальной степени унифицированы, поэтому их рассмотрение
будет сделано на примере четырехканального прибора ЭК-4Т.
Основными узлами электрокардиографа являются входной блок,
предварительный усилитель, усилитель постоянного тока, блок питания,
лентопротяжный механизм.
Входной блок (см. принципиальную схему на рис. I-—27) со-
стоит из коммутатора отведений, помехоподавителя и калибратора. Пер-
вый канал у всех трех моделей имеет свободную коммутацию с помо-
щью переключателя В1, независимую от коммутации других каналов.
У двухканального прибора свободная коммутация и у второго канала.
У четырех- и шестиканальных приборов применена программная ком-
мутация, осуществляемая с помощью переключателя В2. Это означает,
что при установке переключателя В1 в положение «Пр.» переключате-
лем В2 могут быть выбраны три программы записи. Первая програм-
ма: 1-й канал — отведение I, 2-й канал — II; 3-й канал — III; 4-й ка-
нал— aVF; 2-я программа: 1-й канал — Vi; 2-й канал — V2; 3-й канал —
Уз; 4-й канал — aVR; 3-я программа: 1-й канал — V4; 2-й канал — Vs,
3-й канал — Ve, 4-й канал — aVL.
Отведения, записываемые на 1-м канале, как уже указывалось, мо-
гут устанавливаться и произвольно переключателем В1.
Помехоподавитель представляет собой усилитель с высоким вход-
ным сопротивлением на транзисторах Т1 — ТЗ. Напряжение синфазной
помехи, снимаемое с электрода правой руки «R», усиливается примерно
в 100 раз и с выхода эмиттерного повторителя (транзистор ТЗ) подает-
ся в противофазе на электрод правой ноги «N». В результате значитель-
но уменьшается потенциал тела пациента по отношению к корпусу при-
бора и к земле. Примененная система подавления синфазных помех
(усилитель, охваченный почти 100% отрицательной обратной связью)
существенно снижает синфазную помеху на входе усилителей прибора
и соответственно снижает требования к симметрии каскадов.
Калибратор обеспечивает подачу на вход каждого канала калибро-
вочного напряжения 1 мВ. Напряжение -|-12 В, поступающее из блока
питания, дополнительно стабилизируется стабилизатором — транзисто-
ром Т4 с опорным стабилитроном Д1 и подается через кнопку Кн1
(«ImV») на делитель из резисторов 9—11 (переменный резистор 10 по-
34
зволяет регулировал
С нижнего плеча дел
напряжение подаетсг
вочного сигнала про)
новке переключателя
ложение «ImV» (в дд
навливаются в поло»
Со входного бло
предварительна
схема предварительЕ
собран по дифферен
Высокое входное
нием в первом каск;
подавления синфазн!
транзистор Т2. Пер
транзисторов первог
переменным резистор
Согласование вы
усиления осуществлю
Вход эмиттерных п<
1, ось которого выве
ровки коэффициенте
Второй каскад с
каскада производит
режима — перемени!
скания усилителя с
каскада шунтирован
сигнал поступает на
Питание предвар
теля напряжения, i
ний с частотой 30—
мотки трансформат
фильтровыми конде!
Усилитель пi
ческую схему на pi
1—6 для ступенчат
ция резисторов пре
«2:1» и «1 : 2» на
кнопок (чувствител
сторов 2—5 и пода
каскада на полевы
через согласующие:
нал поступает на
Т5 — Тб). Первые
обратной связью
около 20. Режим к;
симметрирование —
Усиленный сиге
осциллоскопа. Учид
ным с входными ЦК
пациента осциллос!
мым к изделиям ме,
Дальнейшее усд
кадах на полевых
ный каскад, Bbinoj
Т18, подключен че
рители (транзистор
магнитный гальвад
зволяет регулировать коэффициент деления при настройке прибора).
С нижнего плеча делителя (резистор 11) уменьшенное примерно в 10 раз
напряжение подается на переключатель отведений В2. Запись калибро-
вочного сигнала производится одновременно на всех каналах при уста-
новке переключателя В1 в положение «Пр.», а переключателя В2 — в по-
ложение «ImV» (в двухканальном приборе переключатели В1 и В2 уста-
навливаются в положение «1 mV»).
Со входного блока сигналы поступают на входы идентичных
предварительных усилителей. Принципиальная электрическая
схема предварительного усилителя приведена на рис. I — 28. Усилитель
собран по дифференциальной схеме на транзисторах Т1 — Тб.
Высокое входное сопротивление усилителя обеспечивается примене-
нием в первом каскаде сдвоенного полевого транзистора Т1, а, б. Для
подавления синфазных помех в цепь общей истоковой нагрузки включен
транзистор Т2. Переменным резистором 12 устанавливается режим
транзисторов первого каскада. Симметрирование каскада производится
переменным резистором 8.
Согласование выхода первого каскада со входом второго каскада
усиления осуществляется с помощью эмиттерных повторителей ТЗ, Т4.
Вход эмиттерных повторителей зашунтирован переменным резистором
1, ось которого выведена «под шлиц» на панель управления для регули-
ровки коэффициента усиления канала при ремонте и проверке прибора.
Второй каскад собран на транзисторах Т5 — Тб. Симметрирование
каскада производится с помощью переменного резистора 17, установка
режима — переменным резистором 20. Для ограничения полосы пропу-
скания усилителя со стороны высоких частот (до 1000 Гц) нагрузки
каскада шунтированы конденсаторами 1, 2. С выхода второго каскада
сигнал поступает на вход усилителя постоянного тока.
Питание предварительного усилителя производится от преобразова-
теля напряжения, который представляет собой автогенератор колеба-
ний с частотой 30—40 кГц (транзистор Т7). Напряжение вторичной об-
мотки трансформатора Тр1 выпрямляется диодным мостом ДЗ— Д6 с
фильтровыми конденсаторами 5, 6.
Усилитель постоянного тока (см. принципиальную электри-
ческую схему на рис. I — 29) имеет на входе делитель на резисторах
1—6 для ступенчатой регулировки чувствительности канала. Коммута-
ция резисторов производится переключателями В1, а и В1, б (кнопки
«2:1» и «1:2» на панели управления). При выключенном положении
кнопок (чувствительность канала 10 мм/мВ) сигнал снимается с рези-
сторов 2-—5 и подается на затворы дифференциального усилительного
каскада на полевых транзисторах Tl, Т2. С выхода первого каскада
через согласующие эмиттерные повторители (транзисторы ТЗ, Т4) сиг-
нал поступает на вход второго усилительного каскада (транзисторы
Т5 — Тб). Первые два усилительных каскада охвачены отрицательной
обратной связью (резисторы 17, 18) и имеют коэффициент усиления
около 20. Режим каскадов устанавливается переменным резистором 10,
симметрирование — резистором 12.
Усиленный сигнал подается на гнезда для подключения внешнего'
осциллоскопа. Учитывая, что при этом осциллоскоп оказывается связан-
ным с входными цепями прибора, для обеспечения электробезопасности
пациента осциллоскоп должен удовлетворять требованиям, предъявляе-
мым к изделиям медицинской техники (см. главу VI).
Дальнейшее усиление сигнала происходит в двух усилительных кас-
кадах на полевых транзисторах Т7, Т8 и транзисторах T9, Т10. Оконеч-
ный каскад, выполненный по мостовой схеме на транзисторах Т15 —
Т18, подключен через согласующие эмиттерные и коллекторные повто-
рители (транзисторы Т11 — Т14). В диагональ моста включен электро-
магнитный гальванометр. Для коррекции падающей частотной харак-
4-Ш1
Рис. I — 28. Принципиальная электрическая схема предварительного усилителя электрокардиографа ЭЛКАР-75.
W1
/М93Н
7X2678
81 а
,?-7'
МЛ?
Цгв1н
-°
\j\R4
\!\2В1к
Г71Я5
У\2В78
\R6
\499r
Рис. 1 — 28. Принципиальная электрическая схема предварительного усилителя электрокардиографа ЭЛКАР-75.
R15
228
AR12 -5-С6
''47П ~П>П1
4,78
815
„1-2
R10
871 t
Q 73
\8T315f\ 77
873157
R14
9,1H R17
128
-128
R13
750
\R20
568
сг
:^-128
R24
,,R34
l\1’38 T11_______
|„os
878016
В-Ш1-
13 Вход 2
3 Осциллограф
7 + 128
'+12 в
6 + 108
12
R18
72
8П103ЛР
f\330
128
R22
568
5,18
873157
£173157
872
1,8
873
R25
78
R29 873157
248
R2B36H
2,48
4™RRW3lA_12B
iC5*
'680
R27
R26
R32*
878016
A1
НД5094П\840
Д2 18
8Д503Я _____
712
о I гамзано-i
jyH 2 I »erp____|
R36
+128
-128
R38
R39
710
368
^1 8T315I
R33*
820
878016
18
713
8 -128
5 8орпус
9 Земля
10
11 «
1
7альВано-\
метр I
+ 128
A3 P43
8Д5093\/\^3
Д4 1 l7*
503&.
Т14\ЫЛ78016
87315Г^\ ^ws
R37
1,38
4 Оациплоерар
14 Вход 1
Рис. I — 29. Принципиальная электрическая схема усилителя постоянного тока электрокардиографа ЭЛКАР-75.
Рис. I—30. Корпус предварительных усилите-
лей шестиканального электрокардиографа
ЭЛКАР-75. Объяснение в тексте.
теристики гальванометра на входе полевых транзисторов Т7, Т8 вклю-
чен делитель на резисторах 24—27. Верхнее плечо делителя на резисто-
рах 24, 25 шунтировано конденсаторами 1—5. Благодаря этому коэффи-
циент деления делителя уменьшается с частотой, чем компенсируется
завал высоких частот гальванометром.
Необходимая термостабилизация выходного каскада обеспечивается
диодами Д1 — Д4, которые смонтированы на радиаторах транзисторов
Т15 — Т18.
Смещение пера по отношению к ленте производится переменным
резистором 15 (ручка «ф» на панели управления). Пределы смещения
вверх и вниз регулируются переменным резистором 36.
Силовой трансформатор электрокардиографа питает все его
электрические цепи. Напряжения вторичных обмоток трансформатора
после выпрямления и фильтрации поступают в блок стабилизатора, где.
имеются три независимых
электронных стабилизатора.
На выходе стабилизаторов соз-
даются напряжения + 12 В,
+ 10 В, —12 В, питающие уси-
лители. Нагрев перьев произво-
дится непосредственно от от-
дельной понижающей обмотки
трансформатора. При выклю-
ченном лентопротяжном меха-
низме нагрев перьев ограничен
гасящим резистором. При на-
жатии кнопки «Зап.» парал-
лельно этому резистору вклю-
чается переменный резистор,,
ось которого, выведенная на
панель управления, позволяет
регулировать нагрев перьев.
.Электродвигатель лентопро-
тяжного механизма также пи-
тается непосредственно от от-
дельной обмотки трансформа-
тора через контакты кнопки
«Зап.».
Не рассматривая ввиду их
громоздкости схемы межблоч-
ных соединений перейдем к
конструкции прибора.
Электрокардиограф (см. рис.
I — 26) состоит из трех конструктивных блоков, стянутых между собой
болтами и закрытых с наружных сторон крышками: лентопротяжного
механизма, корпуса предварительных усилителей и корпуса усилителей
постоянного тока.
В левой части прибора смонтирован блок лентопротяжного механиз-
ма, включающий в себя электродвигатель, редуктор и каретку. Пере-
ключение скоростей производится перемещением ручкой 1 скользящей
шпонки, которая вводит в зацепление различные пары зубчатых колес.
Ведущий вал 2 несет на себе полиуретановые ролики, приводящие в
движение заправленную в каретку диаграммную ленту 3.
В правой части прибора расположен корпус предварительных усили-
телей (на рис. I — 30 показан корпус предварительных усилителей ше-
стиканального электрокардиографа). В корпусе смонтирован входной
блок, на панели 1 которого установлена кнопка 2 «ImV», ручка 3 пере-
ключателя программ и ручка 4 переключателя отведений первого кана-
44
ла (на рис. I — 26 панель 5 корпуса предварительных усилителей с ор-
ганами управления). В корпусе установлено шесть блоков 5 предвари-
тельных усилителей (в двухканальном приборе их два, а в четырех-
канальном— четыре). На панели блоков «под шлиц» выведена ось 6 по-
тенциометра для регулировки усиления. На боковой стенке корпуса
установлена розетка 8 для подключения кабеля отведений и гнезда 7
для подключения приставок к каждому блоку предварительного усили-
теля.
В средней части прибора находится корпус усилителей постоянного
тока (на рис. I — 31 показан корпус усилителей постоянного тока ше-
стиканального электрокардиографа). В каркасе корпуса установлено
Рис. I—31. Корпус усилителей постоянного тока щестикапалыюго
электрокардиографа ЭЛКАР-75. Объяснение в тексте.
шесть блоков 6 усилителей постоянного тока и шесть блоков 2 гальвано-
метров, блок стабилизатора 9 и силовой трансформатор 1 (в двухка-
нальном приборе имеется два усилителя и два гальванометра, в четы-
рехканальном — четыре).
На панели блока усилителя постоянного тока размещены органы
управления: ручка 4 смещения пера «ф», кнопочный переключатель 5
чувствительности «1 : 2», «1 : 1», «2 : 1».
На панели стабилизатора находятся: тумблер 10 включения прибора
«Сеть», ручка 7 регулировки нагрева перьев, кнопки 8 «Усп.» (успокое-
ние), «Зап.» (запись) и «Осц.» (осциллоскоп).
Блок гальванометра состоит из укрепленного на кронштейне галь-
ванометра и пера 3 с подогревом.
На задней стенке корпуса усилителей постоянного тока установлена
приборная вилка для подключения съемного сетевого шнура, держа-
тель предохранителя, разъемы для подключения приставок.
На рис. I—26 показана панель 6 стабилизатора и органы управле-
ния 4 на панелях усилителей постоянного тока.
45
К прибору придаются: кабель отведений, 6 пластинчатых электродов (2 запасных),
8 присасывающихся электродов (2 запасных), 6 ремней (2 запасных), провод зазем-
ления, шнур сетевой, запасные перья для тепловой записи (по два пера на канал),
10 рулонов диаграммной ленты, футляр.
Управление прибором при записи электрокардиограммы су-
щественно не отличается от управления одноканальными электрокар-
диографами. Следует учитывать, что чувствительность и положение
пера регулируются независимо для каждого канала.
Наличие нескольких каналов позволяет подключать к прибору при-
ставки для регистрации различных физиологических процессов, что рас-
ширяет его функциональные возможности. Приставки с выходным на-
пряжением порядка 1 мВ подключаются на вход предварительного уси-
лителя. Розетки для этих приставок находятся на правой боковой стен-
ке прибора. При замыкании контактов 3—4 этих розеток срабатывает
реле, отключающее входное устройство от предварительного усилителя.
К контактам 1—2 подключается выход приставок.
Приставки с выходным напряжением порядка 1В подключаются на
вход усилителя постоянного тока. Розетки для таких приставок разме-
щены на задней стенке прибора. При закорачивании контактов 3—4 ро-
зеток реле отключает предварительный усилитель от усилителя посто-
янного тока. На контакты 1—2 подается сигнал от приставок.
К гнездам «Осциллоскоп» на задней стенке прибора может быть под-
ключен осциллоскоп для наблюдения на его экране за регистрируемым
процессом. При нажатии кнопки «Осц.» отключается питание выходных
каскадов и происходит разблокировка усилителей. При необходимости
наблюдение можно вести и одновременно с записью. Для этого следует
нажать кнопку «Зап.».
§ 4. Векторзлектрокардиоскоп
Векторэлектрокардиоскоп одноканальный ВЭКС-01М разработан
и выпускается Московским заводом ЭМА. Прибор предназначен для ре-
гистрации электрокардиограмм в стандартных, усиленных и грудных от-
ведениях и векторэлектрокардиограмм в 5 пространственных проекциях
по методике Акулиничева и трех проекциях по методике Гришмана.
Прибор может быть использован также для регистрации других био-
электрических низкочастотных процессов.
Основные данные векторэлектрокардиоскопа: чувствительность
(наибольшая) 25 мм/мВ; верхняя граничная частота амплитудно-
частотной характеристики 500 Гц (предусмотрена ступенчатая регули-
ровка 250, 125 и 50 Гц); развертка по горизонтали автоматическая со
скоростью, плавно регулируемой в пределах от 25 до 100 мм/с; преду-
смотрена однократная развертка по горизонтали и вертикали со скоро-
стью 50 мм/с; интервал между отметками времени — для электрокар-
диограмм 0,05 с, для векторэлектрокардиограмм 0,01 и 0,005 с; питание
от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 127 и 220 В при
отклонениях +5%, —10% от номинального значения; мощность, по-
требляемая прибором от сети, не превышает 210 ВА; по защите от пора-
жения электрическим током прибор выполнен по классу 01; габаритные
размеры 526X282X432 мм; масса не более 30 кг.
Векторэлектрокардиоскоп ВЭКС-01М (см. структурную схему на>
рис. I — 32) состоит из коммутатора отведений (КО), двух усилителей
постоянного тока, осциллографической трубки с длительным послесве-
чением и блока питания, включающего в себя выпрямитель, стабилиза-
тор, высокочастотный генератор для преобразования напряжения с вы-
прямителем для питания анода трубки.
Принципиальная электрическая схема на рис. I — 33 (на вкладке).
Прибор имеет два канала усиления, каждый из которых содержит два»
46
усилительных каскада,
средственной связью (у
представляют собой ка
лельно подключены oti
Снятые с электродоя
дений через резистивнс
денсаторов 23—27, пре
Рнс. I — 32. Структ;
помех. Коммутатор or
электрокардиограммы)!
торые подают на вход
дений.
На входах усилител
22, препятствующие по;
ризационных потенции,;
ми и кожей больного i
кадами усилителя пер<
трубке. Конденсаторы
нажатии кнопок К.4 и ,
напряжение 1 мВ. Кал
женин переключателей
Между анодами ла
конденсаторов 3—8, 11
чением конденсаторов
пропускания усилителе
усиление каналов. Пот1!
составляющей тока лап
ки трубки. Путем реп
смещение луча на экраи-
Для уменьшения чу
де усилителей последо!
резисторы 3 и 6. При
руются переключателем
Резисторы 41, 42 и
вые — для устранения
нейности однократной р
В приборе предусмо
ным увеличением ярко*
тикальным усилителем,,
зонтального усилителя
Однократная разве
К2. При этом размыка!
2 в цепях сеток ламп
резисторы 21 или 22, i
возрастает, что наруша
ответствующее смещени
усилительных каскада, собранных по дифференциальной схеме с непо-
средственной связью (усилитель постоянного тока). Выходные каскады
представляют собой катодные повторители, к выходам которых парал-
лельно подключены отклоняющие катушки электронно-лучевой трубки.
Снятые с электродов биопотенциалы поступают на коммутатор отве-
дений через резистивно-емкостный фильтр из резисторов 55 59 и кон-
денсаторов 23—27, предназначенных для снижения высокочастотных
Рис. I — 32. Структурная схема векторэлектрокардиоскопа ВЭКС-01М.
помех. Коммутатор отведений имеет два переключателя: ПК2 (для
электрокардиограммы) и ПК5 (для векторэлектрокардиограммы), ко-
торые подают на вход усилителей потенциалы с соответствующих отве-
дений.
На входах усилителей имеются разделительные конденсаторы 19—
22, препятствующие попаданию в усилитель постоянных по знаку поля-
ризационных потенциалов, которые могут возникать между электрода-
ми и кожей больного и вследствие непосредственной связи между кас-
кадами усилителя передаваться на его выход, вызывая дрейф луча в
трубке. Конденсаторы могут быть замкнуты переключателем ПК.З. При
нажатии кнопок К4 и КЗ на входы усилителей подается калибровочное
напряжение 1 мВ. Калибровка может производиться при любом поло-
жении переключателей ПК2 и ПК5 коммутаторов отведений.
Между анодами ламп 1-го каскада включены цепи, состоящие из
конденсаторов 3—8, 11, 12 и переменных резисторов 29 и 30. Переклю-
чением конденсаторов (переключатели ПК1) устанавливается полоса
пропускания усилителей, а с помощью резисторов 29 и 30 регулируется
усиление каналов. Потенциометры 23 и 25 включены в цепь постоянной
составляющей тока ламп, которая проходит через отклоняющие катуш-
ки трубки. Путем регулировки этих потенциометров осуществляется
смещение луча на экране.
Для уменьшения чувствительности при настройке аппарата на выхо-
де усилителей последовательно с отклоняющими катушками включены
резисторы 3 и 6. При переходе к рабочим режимам резисторы шунти-
руются переключателем ВК1-
Резисторы 41, 42 и 49, 50 служат для настройки усилителей: пер-
вые— для устранения синфазных помех, вторые — для обеспечения ли-
нейности однократной развертки.
В приборе предусмотрена однократная развертка луча с одновремен-
ным увеличением яркости. Если исследуемый процесс усиливается вер-
тикальным усилителем, то развертка его производится с помощью гори-
зонтального усилителя (слева направо) и наоборот (сверху вниз).
Однократная развертка осуществляется нажатием кнопки К1 или
К2. При этом размыкаются контакты, замыкающие конденсаторы 1 или
2 в цепях сеток ламп 2-го каскада. Конденсаторы заряжаются через
резисторы 21 или 22, положительный потенциал на сетках постепенно
возрастает, что нарушает балансировку плеч усилителя и вызывает со-
ответствующее смещение луча по экрану. Скорость развертки обуслов-
47
ливается постоянной времени цепи заряда конденсатора. При отпуска-
нии кнопки конденсатор закорачивается, и луч возвращается в исходное
положение (кнопку необходимо отпускать, как только луч дойдет до
края экрана). Для улучшения условий наблюдения при нажатии кно-
пок развертки усиливается яркость луча. Это достигается тем, что кноп-
ка одновременно замыкает контакты, закорачивающие резистор 48 в
цепи регулировки яркости луча.
Для наблюдений электрокардиограммы предусмотрена автоматиче-
ская развертка по горизонтали. Она обеспечивается путем подачи пило-
образного напряжения на правую сетку выходной лампы Л2 усилителя
горизонтального отклонения.
Включение генератора развертки
производится переключателем
ВДЗ. Пилообразное напряжение
получается от релаксационного
генератора на лампе Л21 и сни-
мается с резистора 78. Конденса-
тор 9 заряжается через сопротив-
ление, которым служит пентодная
часть лампы Л21, триодная часть
Л21 является катодным повтори-
телем. Импульсы с анода пентод-
ной части Л21 запускают мульти-
вибратор на лампе Л22, с которо-
го через резистор 82 и конденса-
тор 10 на управляющий электрод
электронно-лучевой трубки пода-
ются импульсы, затемняющие эк-
ран при обратном ходе луча. Для
регулировки скорости развертки
имеется регулировочный потен-
циометр 32.
Рис. I—34. Общий вид векторэлектрокар- Регулировка яркости луча
диоскопа ВЭКС-01М. Объяснение в тексте, осциллографической трубки про-
изводится потенциометром 39; фо-
кусировка луча осуществляется путем изменения тока в фокусирующей
катушке с помощью переменного резистора 16. Напряжение на основ-
ной анод электронно-лучевой трубки подается после выпрямления кено-
троном Л13 напряжения, создаваемого высокочастотным генератором,
собранным на лампе Л16. Отметчик времени представляет собой релак-
сационный генератор (тиратрон ЛИ, конденсаторы 15—17, резисторы
15, 19, 47). С резистора 47 импульсы через разделительный конденсатор
37 подаются на управляющий электрод электронно-лучевой трубки, соз-
давая отметку времени в виде затемнения луча. Интервалы между им-
пульсами могут изменяться с помощью переключателя ПК4, составляя
0,005 и 0,01 с (используются при вектор-электрокардиографии).
Для наблюдения электрокардиограмм используются отметки времени
с интервалами 0,05 с. В этом случае импульсы подаются на сетку пра-
вой половины лампы Л1, вызывая кратковременные выбросы на луче.
Питание цепей прибора производится от выпрямителя на диодах
Д1, Д2 с фильтровыми конденсаторами 31, 32, стабилизатором на лам-
пах Л14, Л15, Л17 и опорном стабилитроне Л20. С помощью делителя
напряжения (резисторы 61 и 63, стабилитрон Л18) создается дважды
стабилизированное напряжение 105 В, которое питает аноды ламп 1-го
каскада усилителей, а также включенные последовательно нити накала
ламп 1-го и 2-го каскадов. Последовательно с нитями накала включен
48
резистор 71, постоянное положительное (относительно общего «мину-
са») напряжение (15 В) с которого подается на корпус прибора.
На рис. I — 34 показан общийвидприбора В Э К С - 0 1 М. При-
бор смонтирован в прямоугольном корпусе, передняя стенка которого
служит панелью управления. В верхней части панели расположен экран
электронно-лучевой трубки, в правом верхнем углу — включатель сети,
в левом — глазок сигнальной лампы отметчика времени. Под экраном
19 трубки, который закрывается съемным защитным козырьком, раз-
мещаются ручки управления,
автоматической развертки и
ручка 16 селектора для от-
метки времени, в середи-
не— ручки регулировки яр-
кости 17, фокусировки 2 и
скорости горизонтальной
развертки 4; справа—пере-
ключатель 1 для полного и
«сжатого» смещения луча и
под ним ручка 3 селектора
полосы частот усилителя.
В нижней части панели: в
середине — коммутаторы 15,
14 отведений и под ними
кнопка 9 для усиления ярко-
сти при фотографировании;
по сторонам — ручки 12 и 6
регулировки усиления, руч-
ки 13 и 5 установки луча,
кнопки 11 и 7 для включе-
ния калибровочного сигнала
В верхней части: слева — выключатель 18
Рис. I — 35. Векторэлектрокардиоскоп ВЭКС-01М
со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
1 мВ — слева для верти-
кального и справа для горизонтального усилителей, кнопки 10 и 8 раз-
вертки.
В корпусе прибора имеются закрытые щитками окна, которые дают
доступ к деталям усилителя: передние—к усилительным лампам (спра-
ва горизонтального, слева вертикального каналов), задние — справа к
выпрямительным лампам и слева к генератору, питающему анод труб-
ки. Справа, непосредственно у панели управления, находится небольшое
окно, дающее доступ к выключателю входных конденсаторов.
Откидной кронштейн 20 служит для крепления фотоаппарата при
съемке.
Общий вид аппарата ВЭКС-01М со снятым кожухом показан на
рис. I — 35. Все детали прибора смонтированы тремя блоками: в верх-
нем ярусе находится осциллографическая трубка 7, в нижнем — спереди
блок усилителей, сзади — блок питания. На рис. обозначено: 7 — осцил-
лографическая трубка; 6 — отклоняющие катушки; 5 — фокусирующая
катушка; 4 — панель с деталями генератора развертки; 3 — силовой
трансформатор в экране; 2 — лампы преобразователя напряжения; 1 —
лампы усилителей постоянного тока.
На задней стенке шасси находятся предохранитель — переключатель
напряжения, зажим защитного заземления и приборная вилка для при-
соединения съемного сетевого шнура.
В комплект к прибору входят 4 пластинчатых, 5 присасывающихся и 4 спинных
электрода, 4 ремня и 2 бинта для крепления электродов, фотоаппарат «Смепа-8М» с
насадочной лннзон.
Управление прибором при проведении диагностического ис-
следования.
4 № 1471
49
Перед включением прибора в сеть ручки на панели управления
устанавливают в следующие исходные положения: выключатель сети —
«Выкл.», выключатель автоматической развертки — «Выкл.», переклю-
чатель отметки времени — «О», выключатель смещения луча — «Сжатое»,
переключатель полосы частот — «О—125 Гц», ручки регулировки усиле-
ния— «1», переключатели отведений — «О». Положение остальных орга-
нов управления может быть произвольным.
Затем, заземлив корпус прибора и установив предохранитель — пере-
ключатель в положение, соответствующее напряжению сети, включают
вилку сетевого шнура в розетку питающей сети.
Подготавливают пациента к проведению исследования. Накладыва-
ют электроды по принятой методике. При регистрации векторэлектро-
кардиограммы электроды накладывают по пятиплоскостной методике
Акулиничева (четыре электрода на грудной клетке, пятый на спине)
или по методике Гришмана. При исследовании по методике Акулиниче-
ва наконечники проводов должны присоединяться в зависимости от их
цвета к электродам со следующей локализацией: красный — второе
межреберье справа от грудины; желтый — левая подключичная впади-
на; зеленый — пятое межреберье по передней подмышечной линии сле-
ва; белый — слева от грудины на уровне мечевидного отростка; чер-
ный — слева от позвоночника на уровне угла лопатки.
При установке коммутатора векторэлектрокардиограмм в положе-
ние «/» к вертикальному каналу усилителя подключаются электроды, со-
единенные с красным и зеленым наконечниками, а к горизонтальному
каналу — электроды, соединенные с желтым и белым наконечниками,
т. е. биопотенциалы снимаются с электродов, расположенных на перед-
ней грудной стенке. Электрод, расположенный на спине и соединенный
с черным наконечником, соединяется с корпусом прибора. При других
положениях коммутатора используются другие отведения.
Наложив электроды на пациента, переводят выключатель сети в по-
ложение «Сеть» и после прогрева прибора фокусируют светящееся пят-
но на экране трубки и устанавливают необходимую яркость. Переведя
выключатель «Смещение луча» в положение «Полное», нажимают
поочередно на кнопки калибровочного сигнала и ручками «Уси-
ление» устанавливают чувствительность прибора, равную 10 или
20 мм/мВ.
При снятии электрокардиограммы следует включить автоматиче-
скую развертку луча по горизонтальной оси («Развертка») и выбрать
необходимую скорость развертки. Если необходима отметка времени, то
ручка «Отметка времени» устанавливается в положение «0,05 с». При
этом на линии развертки появляются вертикальные выбросы.
Для фотографирования откидывают кронштейн и устанавливают на
нем заряженный пленкой фотоаппарат. Диафрагма на объективе фото-
аппарата устанавливается в зависимости от светочувствительности при-
мененной фотопленки. При светочувствительности 90—130 ед. диафраг-
ма должна быть 1/11—1/8. Указатель расстояния на шкале дальности
фотоаппарата должен быть установлен на бесконечность. Поскольку
фотографируется движущаяся по экрану световая точка, то во время
ее движения затвор фотоаппарата должен быть открыт (устанавливает-
ся выдержка «В»).
Возможно фотографирование на одном кадре нескольких процессов.
Для этого после съемки каждого процесса затвор закрывается и после
смещения начального положения луча (чтобы кривые на снимке не со-
впадали) производится повторное фотографирование.
При снятии векторэлектрокардиограммы развертка изображения
производится кнопками «Развертка». При развертывании процесса по
горизонтали правую кнопку нажимают до тех пор, пока луч не доходит
до крайнего правого положения. При развертывании по вертикали ле-
50
вую кнопку нажимают до тех пор, пока луч не дойдет до крайнего ниж-
него положения.
При использовании отметок времени ручку «Отметка времени» уста-
навливают в положение «0,01 с» или «0,005 с». При этом отметки на
линии записи получаются в виде периодических затемнений.
При фотографировании векторэлектрокардиограмм следует нажи-
мать на кнопку «Яркое свечение», что повышает качество снимка.
Для выключения прибора выключатель «Смещение луча» устанав-
ливают в положение «Сжатое», а сетевой выключатель в положение
«Выкл.».
§ 5. Электроэнцефалограф
Четырехканальный элекгроэнцефалограф ЭЭГПЧ-02 разработан
ВНИКИ РЭМА и выпускается Львовским заводом РЭМА. Прибор рас-
считан на работу как в качестве самостоятельного измерителя биопо-
тенциалов мозга, так и в црмплекте с фотофоностимулятором.
Рис. I — 36. Структурная схема элекгроэнцефалографа ЭЭГПЧ-02.
Основные данные элекгроэнцефалографа: наибольшая чувствитель-
ность не менее 0,4 мм/мкВ при регулировке пятью ступенями и плав-
ной регулировке в пределах каждой ступени; неравномерность ампли-
тудно-частотной характеристики в полосе частот 0,5—8 Гц не более
+10%; наибольшая величина регистрируемого сигнала 5 мВ, напряже-
ния сигналов внутреннего калибратора 5, 10, 20, 50, 100, 200 и 500 мкВ;
коэффициент дискриминации синфазной помехи на частоте 50 Гц не
менее 15 000; запись чернилами, максимальный размах записи не менее
20 мм; скорость движения диаграммной ленты 3,75; 7,5; 15; 30; 60;
120 мм/с; питание от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряже-
нием 220 В+10%; мощность, потребляемая из сети, не более 120 ВА;
по защите от поражения электрическим током прибор выполнен по клас-
су 01; габаритные размеры прибора 790X430X240 мм, тележки —
1000X620X560 мм; масса прибора 35 кг, тележки— 12 кг, коммутатора
со штативом — 7 кг.
Структурная схема элекгроэнцефалографа приведена на рис. I — 36.
4* 51
Биопотенциалы, снимаемые с поверхности головы с помощью
23 электродов, подаются через соединительные провода в блок комму-
татора. Для измерения методом усреднения (см. ниже) входные гнезда
блока с подключенными электродами могут быть соединены через рези-
сторы 220 кОм между собой. Измеряемые сигналы с гнезд коммутатора
-so' С
Калибровка
Кн!
Омметр
Rl
R14
R10
R12
R20
20
118
100
|^/4
R18
//
R11
13
R13
9'
R9
16
R/7
.60'
4?
7
R7
Кн2
ИП1
17
R23 °"
442
R25 /А
] 100 47$К
1R15
ЮОЯ .200" .500'
5? 29 19
/5Ф Плата 91
R19
Р.5’ ,ЮЯ ,20я
79 В1а 6
75К
4С
78
9с
8с
7С
6с
9а
да
7а
sa
41
юа
77
96
Ю
5а
1а
2а
За
4а
KL"1 ПГТут?! Ч
\5il0
\7~1П^ЧР^15\
Р _ Л
,2 4,02 11,8 20 40,2 118
R2
2 R4 R6 R8
R21
8,87Н
4,02
11, 8
40,2
47,5к
R22
R&
4.87к 19
4,7.*
_______Ш1
Кою Цепь
т 12В
Омметр
-24В
вход /,
Вход 1 н~“
Вход 8,,+'"
вход а.-'
входи.
вход ш,,-1
Вход И „ +
Вход И. ~
~ 50 мкВ
Выход И„
Выход Я ,1
Выходя, -
Выход ш н
ВыходI „ '
Выходи, т
выход! „ -
Выход! „/
~ 50 мкВ
порее
Измерение', Калибровка"
Земля
Земля
Земля
2
Рис. I—37. Принципиальная электрическая схема блока калибровки элекгроэнцефало-
графа ЭЭГПЧ-02.
через многожильный кабель подаются в блок селекторов. Четыре (по
числу каналов) сдвоенных переключателя на 24 положения позволяют
подать на вход каждого канала напряжение, снимаемое с любых двух
наложенных на голову электродов. Пятый переключатель предназначен
для подключения любого из каналов к омметру.
Снимаемые с переключателей блока селекторов сигналы поступают
на вход блока калибровки (принципиальная электрическая схема бло-
ка калибровки приведена на рис. I — 37). С помощью переключателя
В2 вход усилителей подключается к блоку селекторов («Измерение»)
либо к калибратору («Калибровка»).
Калибратор представляет собой ступенчатый делитель, выполненный
на резисторах 1—22. Делитель питается напряжением 36 В, получае-
мым от сложения двух стабилизированных в блоке питания напряже-
ний: —24 В и +12 В. Переключателем В1 («5», «10», «20», «50», «100»,
«200», «500») ко входам всех усилителей подключается соответствующая
ступень делителя. Калибровочное напряжение подается при нажатии
нормально-замкнутой кнопки Кн1 («мкВ»), шунтирующей делитель.
С помощью кнопки Кн2 («Омметр») выбранный для измерения элек-
трод может быть подключен к измерительной схеме, включающей в
52
себя измерительный прибор ИП1, проградуированный в килоомах, и ре-
зисторы 1, 23—25. Переменным резистором 1 устанавливается нуль при-
бора.
При установке переключателя В1 в положение «50» на вход усили-
телей подается переменное напряжение 50 мкВ частотой 50 Гц для на-
стройки помехоподавляющих фильтров в усилителе напряжения.
С блока калибровки измеряемые сигналы подаются на входы четы-
рех усилителей напряжения. Усилитель напряжения (см. на вкладке
принципиальную электрическую схему рис. I — 38) состоит из параме-
трического и дифференциального усилителей. На входе параметрическо-
го усилителя смонтирован модулятор на варикапах Д1, Д2 (плата У/).
Вместе с емкостью подбираемого конденсатора 1 и индуктивностью пер-
вичной обмотки трансформатора Тр1 емкость варикапов образует парал-
лельный контур, настроенный на частоту генератора несущей (около
4 МГц). Дроссели Др1, Др2 обеспечивают развязку контура от цепи
измеряемого низкочастотного сигнала. При подаче сигнала на варикапы
изменяются емкость и соответственно резонансная частота контура. Тем
самым колебания несущей модулируются по фазе низкочастотным сиг-
налом.
Генератор несущей частоты (плата У2) собран на транзисторах Тб,
Т7. Стабилизированные кварцем ПЭ1 частоты колебаний различных ка-
налов разнесены на 50 кГц. Это исключает взаимовлияние между кана-
лами. Для устранения влияния нагрузки на генератор и устранения
амплитудной модуляции применен буферный каскад на транзисторах
Т4, Т5. Транзисторы обеспечивают двустороннее ограничение напряже-
ния генератора. Со вторичной обмотки трансформатора ТрЗ напряже-
ние несущей частоты подается на трансформатор Тр1 модулятора и на
фазовый детектор (см. ниже).
Резонансный усилитель высокой частоты (плата У2) имеет два кас-
када (транзисторы Т1—ТЗ), обеспечивающие общий коэффициент уси-
ления не менее 1000. Для расширения полосы пропускания усилителя
резонансные контуры каскадов зашунтированы резисторами 1, 11.
Вторичная обмотка трансформатора Тр2 выходного контура усили-
теля питает фазовый детектор на диодах Д2, ДЗ. На резистор 15, вклю-
ченный в общую для диодов цепь, подается опорное напряжение несу-
щей частоты. Напряжение на одном из диодов равно векторной сумме
модулированного сигналом и опорного напряжений, а на другом дио-
де— векторной разности этих напряжений. В результате в нагрузке де-
тектора (резисторы 16, 17) выделяется напряжение, зависящее от раз-
ности фаз между опорным и модулированным напряжениями, т. е. низ-
кочастотный полезный сигнал.
Усиленный сигнал через переходные конденсаторы 6, 7 поступает на
вход дифференциального усилителя (плата УЗ). Три каскада усилителя
собраны на транзисторах Т1 — Т8. Для ступенчатой регулировки чувст-
вительности предусмотрены переключатель В2 («Усиление») и тумблер
ВЗ («1 : 1» — «1 : 10»). Тумблером ВЗ коммутируются резисторы 15, 16
в эммитерных цепях транзисторов первого каскада, что позволяет умень-
шать чувствительность усилителя в 10 раз. С помощью переключателя
В2 коммутируются резисторы 1—8 в эмиттерных цепях транзисторов
третьего каскада, чем достигается двукратное уменьшение чувствитель-
ности на каждой из пяти ступеней регулировки.
Для ограничения верхней границы полосы усиливаемых частот пере-
ключателем В1 («Верх, граничн. частота») коммутируются конденсато-
ры 1—3, шунтирующие выходной каскад. Полоса частот сужается при
этом двумя ступенями с 80 до 30 и 10 Гц.
Дифференциальный усилитель охвачен отрицательной обратной свя-
зью (резисторы 7, 9 на плате УЗ), что повышает устойчивость его ра-
боты.
53
Ослабление наиболее сильной помехи, представляющей собой напря-
жение с частотой питающей сети, достигается с помощью фильтра —
двойного Т-образного моста (переменные резисторы 10, И, резисторы
23—25, конденсаторы 10—13), включенного через эмиттерные повтори-
тели на транзисторах T9 — Т12. Сбалансированный на частоте 50 Гц
фильтр шунтирует на всех частотах, кроме узкой полосы 45—55 Гц,
эмиттерные нагрузки каскада на транзисторах ТЗ и Т4, этим обеспечи-
вается ослабление помехи с частотой сети не менее чем в 5 раз. Вклю-
чается фильтр тумблером В4 («Фильтр»). Подстройка фильтра произ-
водится переменными резисторами 10, 11, оси которых выведены «под
шлиц» на панель управления.
С выхода дифференциального усилителя сигнал пддается на усили-
тель мощности. Принципиальная схема блока усилителя мощности при-
ведена на рис. I — 39 (в блок входят два усилителя двух каналов, на
рисунке приведена схема одного усилителя).
Усилитель мощности выполнен по бестрансформаторной схеме и
включает в себя предварительный каскад на входном полевом транзи-
сторе Т1 и транзисторе Т2, фазоинверторный каскад (симметричные
транзисторы разной проводимости ТЗ, Т4), два согласующих каскада
(транзисторы Т5 — Т8) и выходной каскад на мощных транзисторах
T9, Т10 (транзисторы выходного каскада, показанные для наглядности
на схеме, смонтированы на радиаторах, установленных на корпусе при-
бора, и соединяются с блоком усилителя через разъем Ш1).
Полевой транзистор Т1 обеспечивает высокое входное сопротивле-
ние усилителя. Переключателем В1 («Нижн. граничн. частота, Hz»)
коммутируются переходные конденсаторы 1—4, чем обеспечивается сту-
пенчатое изменение полосы пропускания в области нижних частот —
0,5 и 1,6 Гц. На входе первого каскада установлен также потенциометр 1
(«Усиление»), позволяющий плавно регулировать (в 2'/г раза) чувстви-
тельность прибора. Номинальная чувствительность устанавливается пе-
ременным резистором 3. Для защиты от больших входных сигналов на
входе каскада установлена цепочка ограничительных диодов Д1, Д2.
Смещение по постоянному току между базами транзисторов ТЗ, Т4
создается подбираемым резистором 14 и диодами Д7, Д8 за счет кол-
лекторного тока транзистора Т2. Диоды обеспечивают также частичную
температурную компенсацию, так как с повышением окружающей тем-
пературы напряжение на диодах падает. Изменением потенциала на
базе транзистора Т2 с помощью переменного резистора 3 («Центров-
ка») производится смещение пера гальванометра.
Нагрузка усилителя мощности — катушки чернильнопишущего галь-
ванометра— включена последовательно между коллектором транзистора
T9 каскада (контакт 4а разъема Ш1) и общей точкой источников пита-
ния -(-18В и —18 В. Включение гальванометра (второй вывод катушек
соединен с контактом 4с разъема Ш1) производится тумблером ВЗ
(«Регистратор»).
Усилитель мощности охвачен двумя цепями отрицательной обратной
связи. Обратная связь по току обеспечивается включенными последова-
тельно с катушками гальванометра резисторами 4, 6. Через контакт 4в
разъема Ш1 падение напряжения на этих резисторах подается через
резистор 5 в цепь истока транзистора Т1. Резистор 5 шунтирован дио-
дами ДЗ, Д4, сопротивления которых уменьшаются при больших вход-
ных сигналах. При этом увеличивается глубина обратной связи и соот-
ветственно уменьшается коэффициент усиления. Таким образом осуще-
ствляется коррекция амплитудной характеристики усилителя.
Обратная связь по напряжению обеспечивается делителем на рези-
сторах 24,. 17, подключенным параллельно нагрузке. С нижнего плеча
делителя — резистора 17 напряжение обратной связи подается в цепь
эмиттеров транзисторов ТЗ, Т4.
54
авляющей собой напря-
с помощью фильтра —
горы 10, 11, резисторы
:з эмиттерные повтори-
ный на частоте 50 Гц
сой полосы 45—55 Гц,
'3 и Т4, этим обеспечи-
нее чем в 5 раз. Вклю-
тройка фильтра произ-
юторых выведены «под
гал подается на усили-
илителя мощности при-
гтеля двух каналов, на
сформаторной схеме и
одном полевом транзи-
каскад (симметричные
согласующих каскада
мощных транзисторах
энные для наглядности
сенных на корпусе при-
ъем Ш1).
>е входное сопротивле-
эаничн. частота, Hz»)
гем обеспечивается сту-
асти нижних частот —
си также потенциометр 1
ь (в 2*/2 раза) чувстви-
ть устанавливается пе-
х входных сигналов на
>ных диодов Д1, Д2.
ги транзисторов ТЗ, Т4
ги Д7, Д8 за счет кол-
гвают также частичную
гием окружающей тем-
гением потенциала на
(езистора 3 («Центров-
щильнопишущего галь-
гллектором транзистора
очкой источников пита-
(второй вывод катушек
водится тумблером ВЗ
трицательной обратной
глюченными последова-
4, 6. Через контакт 4в
Шторах подается через
тор 5 шунтирован дио-
тся при больших вход-
обратной связи и соот-
Таким образом осуще-
I усилителя.
гея делителем на рези-
узке. С нижнего плеча
связи подается в цепь
Регистратор
рис J — 39. Принципиальная электрическая схема усилителя мощности электроэнцефа лографа ЭЭГПЧ-02.
Цепочка из конденсатора 6 и резисторов 32, 5 корректирует ампли-
тудно-частотную характеристику усилителя.
Отметчики времени и раздражения обеспечивают подключение к пя-
тому чернильнопишущему гальванометру управляющих сигналов, посту-
пающих от фотофоностимулятора. Через отметчик на гальванометр из
блока лентопротяжного механизма поступают с интервалом в 1 с сиг-
налы отметки времени. Отметки времени, записываемые пятым гальва-
нометром, позволяют оценивать временные характеристики электроэн-
цефалограммы при любых скоростях записи.
Лентопротяжный механизм состоит из электродвигателя с фазосдви-
гающим конденсатором, механического переключателя скоростей, ре-
дуктора и кулачка, разрывающего 1 раз в секунду контакт в цепи метки
времени.
Блок питания включает в себя силовой трансформатор и источники
стабилизированных напряжений для питания цепей прибора.
Устройство прибора. Общий вид элекгроэнцефалографа пока-
зан на рис. I — 40. Он состоит из собственно элекгроэнцефалографа 2,
установленного на тележке 1, и соединенного с ним кабелем коммута-
тора 3 на штативе 4. Собственно элекгроэнцефалограф (см. вид сверху
на рис. I — 41) имеет металлический корпус, в который сверху встав-
56
ляются снабженные ручками съемные блоки: блок селекторов 1 с че-
тырьмя сдвоенными переключателями 2 отведений каналов и переклю-
чателем 4 отведений омметра; блок калибровки 3 с измерительным при-
бором 5 (для измерения сопротивления в цепи электродов), переключа-
телем 9 «Калибровка» (для выбора напряжения калибровки), переклю-
чателем 6 «Калибровка-измерение»; кнопкой 8 «мкВ» (подача калибро-
вочного сигнала) и кнопкой 7 «Омметр» (включение омметра); четыре
блока 31 усилителей напряжения с тумблером 33 «Фильтр»; осями ру-
чек подстройки 32 фильтра, переключателем 30 «Верхняя граничная ча-
стота»; переключателем 29 «Усиление» и тумблером 28 «1 : 1 — 1 : 10»
(для ступенчатой регулировки усиления); два блока 27 усилителей мощ-
ности с двумя ручками 26 «Усиление» (плавная регулировка усиления),
двумя тумблерами 25 «Нижн. граничн. частота» (ступенчатое измене-
ние нижней граничной частоты), двумя тумблерами 24 «Регистратор»
(включение гальванометров), двумя ручками 23 «Центровка^ (смеще-
ние пера); блок 11 отметчика времени и раздражения с переключате-
лем 10 (включение усилителей и записи четырех каналов), тумблером
12 «Раздражение» (выбор вида раздражения, звук — свет), кнопкой 13
«Выкл.» (запуск источника раздражения), тумблером 14 «Вкл.» (вклю-
чение источника раздражения); пять чернильнопишущих гальванометров
21 с пером 20 и резервуаром 22 для чернил; лентопротяжный механизм
19 с переключателем 18 «Скорость, мм/с» (переключение скоростей про-
тяжки), ручкой 15 подъема пера гальванометров; блок питания 16 с
тумблером 17 «Сеть» (включение сети).
На правой боковой стенке прибора (см. рис. I — 40) расположены:
розетка для подключения кабеля коммутатора, розетка для подклю-
чения фотофоностимулятора, гнездо для подключения фотофоностиму-
лятора, 4 гнезда «Вход» для подключения сигналов на входы усили-
телей мощности, 4 гнезда «Выход» . для подключения анализатора к
каждому каналу. На задней стенке прибора расположены: приборная
вилка для присоединения съемного сетевого шнура, два держателя пре-
дохранителей, зажим защитного заземления, дверца для установки ру-
лона бумаги.
В комплект прибора входят: 30 дисковых электродов, 30 электродов-сТоек, 24 со-
единительных кабеля, два ушных электрода, шлем, 30 шнуров отведений, 20 рулонов
диаграммной ленты, паста, чернила и другие принадлежности.
Управление прибором при снятии электроэнцефалограммы.
Для подготовки прибора к работе его корпус заземляют, а органы управ-
ления устанавливают в следующие положения: в блоке калибровки —
режим калибровки, напряжение калибровки 50 мкВ; в блоке усилителя
напряжений—фильтр включен, верхняя граничная частота 80 Гц, усиле-
ние 4 при ступени усиления 1 : 1; в блоке усилителя мощности — нижняя
граничная частота 0,5 Гц, усиление минимальное, регистратор включен;
в блоке отметчика времени и раздражения — запись включена, в ленто-
протяжном механизме — скорость 7,5 мм/с; в блоке питания — сеть вы-
ключена.
Затем включают вилку сетевого шнура в сетевую розетку и перево-
дят тумблер включения прибора в положение «Сеть». Поднимают руч-
кой перья гальванометров и заправляют лентопротяжный механизм че-
рез дверку на задней стенке прибора рулоном диаграммной ленты.
Заливают шприцем или пипеткой резервуары на 3Д объема чернилами.
Подготовка пациента заключается в основном в установке электро-
дов. На голову надевают шлем (рис. I — 42) из резиновых трубок 6.
Шлем закрепляют с помощью подбородника 2 и двух заушников 1. Под-
гонку шлема производят, подтягивая трубки в шайбах 5 и заушниках.
В местах наложения электродов (между двумя шайбами) раздвигают
волосы и обезжиривают кожу смесью спирта с эфиром. Затем увлажня-
57
ют кожу насыщенн:
электродной пастой.
Электроды выни
ны находиться перн
под резиновые труб
4 трубку пропуска!
трубка проходит в
тродам проводник
Рис. I—42. Шлем дл:
электроэнцефалография
тродов. Объяснение
устанавливают уш
его с гнездом «Зе:
зволяет проконтро
омметра).
При биполярна
трода. При моног
для всех каналов,
ненному потенциа.
ся колодка, соед
между собой и с I
измеряются биопо
После 15-мину
ют и переключате
тяжный механизм
си и, нажимая Hai
Регулируя усилен
калибровочного
«Запись» и из ре:
Вначале с по»
шкале прибора п
должно превышг
каждого канала,
ничные частоты, '
а также включаю
данные о полож
сать на диаграмм
По окончании
ную запись импу.
рья гальванометр
прибором прекра:
•ют кожу насыщенным раствором соды или покрывают ее специальной
электродной пастой.
Электроды вынимают из физиологического раствора, где они долж-
ны находиться перед использованием, встряхивают и устанавливают
под резиновые трубки шлема. При использовании дисковых электродов
4 трубку пропускают через прорезь электродов, у электродов-стоек
трубка проходит в прорезь корпуса электрода. Подсоединяют к элек-
тродам проводник 3 и подключают его к коммутатору. На мочке уха
Рис. I — 42. Шлем для крепления
электроэнцефалографических элек-
тродов. Объяснение в тексте.
устанавливают ушной электрод (зажим типа «крокодил») и соединяют
его с гнездом «Земля». Этот электрод снижает синфазную помеху и по-
зволяет проконтролировать качество наложения электродов (с помощью
омметра).
При биполярном отведении на каждый канал подключают два элек-
трода. При монополярном отведении ушной электрод является общим
для всех каналов. Применяются также отведения по отношению к усред-
ненному потенциалу. В этом случае в блоке коммутатора устанавливает-
ся колодка, соединяющая через резисторы 220 кОм все электроды
между собой и с гнездом 24. По отношению к этой искусственной точке
измеряются биопотенциалы во всех каналах.
После 15-минутного прогрева прибора перья гальванометра опуска-
ют и переключателем «Запись» в блоке отметчика включают лентопро-
тяжный механизм и усилители. Устанавливают перья на середину запи-
си и, нажимая на кнопку «мкВ», записывают калибровочные импульсы.
Регулируя усиление усилителей мощности, устанавливают амплитуду
калибровочного сигнала 20 мм. Затем выключают переключатель
«Запись» и из режима калибровки переходят в режим измерения.
Вначале с помощью кнопки и переключателя омметра измеряют по
шкале прибора переходное сопротивление каждого электрода. Оно не
должно превышать 15 кОм. Установив необходимые отведения для
каждого канала, включают запись. При необходимости изменяют гра-
ничные частоты, чувствительность каналов и скорость движения ленты,
а также включают фильтр для подавления помехи с частотой 50 Гц. Все
данные о положении соответствующих переключателей следует запи-
сать на диаграммной ленте.
По окончании записи электроэнцефалограммы производят контроль-
ную запись импульсов калибровки, выключают запись и поднимают пе-
рья гальванометров. Снимают с пациента электроды и, если работа с
прибором прекращается, отключают его от питающей сети.
59
§ 6. Электрогастрограф
Одноканальный электрогастрограф ЭГС-4М разработан и выпуска-
ется Московским заводом ЭМА. Прибор предназначен для измерения
биопотенциалов желудка, снимаемых с поверхностно наложенных элек-
тродов, т. е. без зондирования.
Основные технические данные прибора: диапазон измеряемых на-
пряжений от 0,1 до 1 мВ при чувствительности 40 мм/мВ; ширина по-
лосы пропускания регулируется в пределах от 0,02 до 0,08 Гц при ча-
стоте настройки 0,05 Гц; компенсация постоянной составляющей вход-
ного сигнала в пределах +40 мВ; входное сопротивление прибора не
менее 500 кОм; запись чернилами на диаграммную ленту шириной
100 мм; скорость движения ленты 10 мм/мин; питание от сети перемен-
ного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В+10%; потребляемая мощ-
Рис. I — 43. Принципиальная
электрическая схема электрогастрографа ЭГС-4М.
ность не более 30 ВА; по защите от поражения электрическим током
прибор выполнен по классу II; габаритные размеры 350X280X180 мм;
масса прибора не более 12 кг.
Электрогастрограф создан на основе серийного фотогальванометри-
ческого усилителя Ф-117/10 и самопишущего прибора Н349 (Н340).
Принципиальная электрическая схема электрогастрографа приведена
на рис. I — 43.
Основными частями фотогальванометрического усилителя являются
гальванометр Г, дифференциальное фотосопротивление ФС и освети-
тельная лампа Л.
При установке переключателя рода работ В1 в положение «Компен-
сация грубо» и закороченном входе прибора источником тока в цепи
гальванометра является падение напряжения на резисторе 15. Этот ре-
зистор включен в диагональ моста, образованного резисторами 12, 14
и переменным резистором 13. Мост питается напряжением выпрямите-
ля, собранного по мостовой схеме на диодах ДЗ— Д6. При несбалан-
сированном мосте (балансировка производится переменным резистором
/3 — ручка «Компенсация» на панели управления) рамка гальваномет-
ра отклоняется, и световой луч лампы Л, отраженный от зеркала галь-
60
ванометра, изменяет свое направление. При этом происходит перерас-
пределение светового потока, падающего на поверхность дифференци-
ального фотосопротивления ФС, в результате чего изменяются сопро-
тивления его левой и правой половин. Фотосопротивление питается от
выпрямителя, собранного по схеме удвоения на диодах Д1, Д2 и кон-
денсаторах 5, 6. При разбалансировке фотосопротивления в цепи, вклю-
чающей в себя самопишущий прибор А, резисторы 5, 6,17, 18, протекает
ток. Направление этого тока противоположно току в измерительной
цепи. Рамка гальванометра будет отклоняться до тех пор, пока значе-
ние тока через него не станет равным нулю.
Самопишущий прибор зарегистрирует протекание компенсирующего
тока. С помощью ручки «Компенсация» падение напряжения на рези-
сторе 15 может быть сделано равным нулю. Соответственно равным
нулю окажется и компенсационный ток, о чем можно судить по показа-
нию самопишущего прибора.
При установке ручки переключателя рода работ П1 в положение
«Компенсация точно» из измерительной цепи исключается резистор 6,
что увеличивает чувствительность гальванометра к регулировке с по-
мощью ручки «Компенсация» и позволяет добиться более точной уста-
новки нуля.
В процессе записи гастрограммы к входу прибора подключаются
наложенные на тело электроды. При этом в измерительной цепи дейст-
вуют биопотенциалы желудка, которые вызывают отклонения пера са-
мопишущего прибора, пропорциональные напряжению на электродах.
Примененная в приборе компенсационная схема усилителя обеспечивает
стабильность коэффициента усиления, который не зависит от колебаний
напряжения сети, старения фотосопротивления и осветительной лампы.
Эти изменения автоматически компенсируются большим или меньшим
поворотом рамки гальванометра до установления через нее нулевого
тока.
Для того чтобы обеспечить избирательное усиление биопотенциалов
желудка, усилитель охватывается отрицательной обратной связью через
двойной Т-образный мост (резисторы 7, 8, 10, конденсаторы 2, 3, 4).
Обратная связь подключается при установке переключателя В1 в поло-
жение «Гастр.». Двойной мост сбалансирован на основной частоте пери-
стальтики желудка 0,05 Гц (заводская подстройка осуществляется под-
бором резистора <$). На частоте балансировки коэффициент передачи
моста и соответственно обратная связь минимальны. Вне полосы про-
пускания обратная связь резко уменьшает чувствительность усилителя.
С помощью переменного резистора 1 (ручка «Диапазон частот») произ-
водится регулировка ширины полосы пропускания.
При регистрации биопотенциалов желудка на входе возникает зна-
чительный по величине постоянный потенциал. Компенсация этого по-
тенциала производится с помощью ручки «Компенсация» при установке
переключателя В1 в положение «Компенсация грубо» и затем «Компен-
сация точно».
В положении «Коррекция» переключателя В1 гальванометр отклю-
чен от измерительной цепи и при необходимости может быть произве-
дена коррекция нулевого положения пера самопишущего прибора.
Прибор питается от сети через силовой трансформатор Тр. Включе-
ние первичной обмотки в сеть производится выключателем В2. Вторич-
ные обмотки трансформатора питают два выпрямителя, лампу накали-
вания и электродвигатель самопишущего прибора А.
Устройство прибора. Прибор (рис. I — 44) смонтирован в на-
стольном металлическом корпусе. На передней стенке, являющейся па-
нелью управления, размещены: слева—дверца 4 со стеклом, закрываю-
щая механизм самопишущего прибора, диаграммную ленту и корректор
««-» для установки пера прибора на нуль; справа — переключатель
61
I рода работ, ручка 3 «Компенсация» для компенсации постоянной со-
ставляющей сигнала, ручка 2 «Диапазон частот» (регулировка ширины
полосы пропускания), кнопка 6 «Сеть» (включение сети), глазок 5 ин-
дикатора включения прибора в сеть.
На задней стенке прибора находятся: ручка регулятора фотогальва-
нометрического усилителя «Коррекция», входные зажимы плюс « + » и
минус «—», держатель переключателя-предохранителя, приборная вилка
для подключения съемного сетевого шнура.
В комплект прибора придаются два электрода дисковых (один запасной), два
электрода присасывающихся (один запасной), бинт резиновый, кабель пациента, паста
электродная и другие принадлежности.
Рис. I — 44. Общий вид электрогастрографа ЭГС-4М. Объяс-
нение в тексте.
Управление прибором при записи гастрограммы. Установив
переключатель рода работ в положение «О», а кнопку «Сеть» в отжатое
положение, включают вилку сетевого шнура в штепсельную розетку. Ус-
танавливают ручкой «->» перо самопишущего прибора на нулевое деле-
ние шкалы, а ручку «Диапазон частот» переводят в положение «3». За-
тем включают прибор кнопкой «Сеть» и переводят ручку рода работе по-
ложение «Коррекция» (при этом загорается глазок индикатора). Если
перо отклонилось, то вращением ручки «Коррекция» на задней стенке
прибора оно возвращается в нулевое положение.
Подключив к зажимам плюс «-(-» и минус «—» кабель пациента, со-
единяют между собой его наконечники и переводят переключатель рода
работ в положение «.Компенсация грубо». Убедившись, что с помощью
ручки «Компенсация» можно отклонить перо на 40—50 мм в обе сто-
роны от нуля, устанавливают перо в нулевое положение. Корректируют
положение пера при установке переключателя рода работ в положение
«Компенсация точно» и переводят переключатель в положение «Гастр.».
Убедившись, что перо прочерчивает на ленте ровную линию, заканчи-
вают подготовку прибора к работе и переводят переключатель в поло-
жение «Коррекция».
Затем подготовливают к исследованию пациента. У него тщательно
обезжиривают спиртом голень правой ноги и эпигастральную область.
На осушенную кожу внутренней части голени и в месте проекции ан-
трального отдела желудка на брюшную стенку (определяется при рент-
геноскопии) наносят слой электродной пасты, которую втирают в кожу.
Площадь поверхности тела с нанесенной пастой должна примерно соот-
ветствовать размеру электрода. Электроды с предварительно оставлен-
62
ным в них ватным тампоном укрепляют на подготовленные участки
кожи (электрод со знаком плюс «-)-» на эпигастральную область, а со
знаком минус «—» на правую ногу). В гнезда электродов вставляют до
упора наконечники кабеля.
Повторив компенсацию в положениях переключателя «Грубо» и «То-
чно», переводят переключатель в положение «Гастр.» и записывают
электрогастрограмму. Если перо при записи зашкаливает, повторяют
процесс компенсации. Следует иметь в виду, что одно деление на бумаге
соответствует напряжению на входе прибора 0,1 мВ.
Если по записи установлено, что у пациента процесс перистальтики
происходит с периодом 20 с, то можно установить ручку «Диапазон час-
тот» в положение 1 (узкая полоса).
По окончании записи быстрым переключением, чтобы избежать за-
шкаливания, устанавливают переключатель в нулевое положение и сни-
мают электроды с пациента.
Г Л А В A II
ЭЛЕКТРОТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ НИЗКОЧАСТОТНАЯ
АППАРАТУРА
Раздел 1
АППАРАТЫ ДЛЯ ТЕРАПИИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ
§ 1. Физические обоснования и методики проведения
гальванизации и лекарственного электрофореза
Ткани тела человека, имеющие весьма разнородную структуру, сос-
тоят в основном из белковых коллоидов, относительно плохо проводя-
щих электрический ток, и растворов неорганических солей К, Na, Са,
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 со-
ставу близки к плазме крови и также представляют собой смесь колло-
идных растворов органических и неорганических солей. Общая концент-
рация 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 тем-
пературы имеет следующую величину (табл. II— 1).
Эти данные характеризуют порядок величины электропроводности и
тканевой жидкости.
Плохими проводниками электрического тока являются нервная
(мозговая), соединительная, жировая ткани. К очень плохим проводни-
кам, скорее к диэлектрикам, относятся грубоволокнистая соединитель-
ная ткань, сухая кожа и особенно кость, лишенная надкостницы.
Таблица II—I
Удельная электропроводность
изотонического раствора натрия
хлорида при постоянном токе
в зависимости от температуры
Температура, С° Электропроводность, Ом- см-1
0 0,0083
18 0,0132
25 0,0152
37 0,0192
50 0,0234
Таблица 11—2
Ткани организма Электропровод- ность, 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-з
Кожа сухая ю-7
Кость без надкостницы 10-9
Удельную электропроводность различных тканей организма при по-
стоянном токе можно охарактеризовать ориентировочными данными,
приведенными в табл. II — 2 (температура 37°С).
Оценивая электропроводность различных участков организма в це-
лом и особенно устанавливая пути распределения тока между электро-
дами, наложенными в определенных местах на поверхности тела, следу-
64
ет 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 лим-
фатических сосудов, содержащих жидкость оболочек нервных стволов,
и т. п. В связи с этим распределение путей тока в живом организме мо-
жет быть очень сложным и захватывать области, отдаленные от места
наложения электродов.
Электропроводность кожи в значительной степени зависит от состоя-
ния ее поверхности; сухая, особенно огрубевшая кожа почти не прово-
дит электрического тока, в то время как электропроводность тонкой, мо-
лодой кожи значительно выше. Значительно повышается электропровод-
ность у влажной, покрытой потом или поврежденной кожи. Такое же
действие оказывают гиперемия и особенно отек кожи.
Из сказанного выше можно заключить, что общее сопротивление по-
стоянному току части тела между электродами обусловливается глав-
ным образом сопротивлением слоя кожи и в меньшей степени слоя под-
кожной жировой клетчатки в месте наложения электродов. Сопротивле-
ние более глубоко лежащих тканей, особенно принимая во внимание воз-
можность широкого разветвления путей тока в них, сравнительно невы-
соко. В связи с этим величина общего сопротивления между электрода-
ми, наложенными на поверхность кожи, в основном зависит от состоя-
ния 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, подверга-
ющихся действию электрического тока, так и на поверхности наложен-
ных на кожу электродов.
Внутри тканей вследствие наличия в них различных полупроницае-
мых перегородок возникают местные скопления ионов, образующие про-
странственные заряды того или другого знака. Заряды создают разность
потенциалов, противоположную по знаку приложенному напряжению.
Продукты электролиза растворов, находящихся в тканях между элек-
тродами (главным образом хлорида натрия), образуют на поверхности
электродов пузырьки газа, уменьшающие активную поверхность элек-
трода, а также могут образовывать с веществом электрода гальваниче-
ские пары, электродвижущая сила которых направлена против прило-
женного напряжения. Все это приводит к тому, что сопротивление тка-
ней 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 плас-
тичностью. Кроме того, вследствие малой подвижности тяжелые ионы
свинца почти не принимают участия в образовании тока между элек-
тродами. Однако наложение металлических электродов непосредственно
на кожу недопустимо, так как образующиеся на их поверхности продук-
ты электролиза основного тканевого электролита — водного раствора
хлористого натрия (на отрицательном электроде гидроокись натрия и
водород, а на положительном — хлорид водорода и кислород) будут ока-
зывать на кожу прижигающее действие.
Чтобы исключить контакт продуктов электролиза с кожей, под элек-
трод помещают прокладку толщиной около 1 см из хорошо смачиваю-
щегося материала: байки, фланели или бумазеи. Эта прокладка смачи-
вается просто теплой водой либо каким-либо лекарственным раствором.
Во избежание случайного касания края электрода с телом, прокладка
5 № 1471
65
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 эле-
ктродов, 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 рис. II—I
Рис. II — 1. Расположение электродов при гальванизации или ле-
карственном электрофорезе.
а — поперечное; б — продольное.
показано наложение электродов при гальванизации (или лекарственном
электрофорезе) при поперечном (а) и при продольном (б) расположении
электродов. Здесь обозначено: 1 — прокладка; 2 — электрод; 3 — элас-
тичные 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 соответст-
вующих прокладок, используют электроды и прокладки специальной
формы: круглые с отверстием в центре (для грудных желез), почковид-
ные 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 проклад-
ки ее сопротивление мало по сравнению с сопротивлением тканей тела и
ток распределяется по всей площади прокладки. Например, при ворот-
никовой процедуре на всю прокладку достаточно поместить 2—3 отдель-
ные, соединенные проводом свинцовые пластинки, каждая размером
4\5 см.
Величину тока при гальванизации устанавливают, исходя из площа-
ди 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 слу-
чае 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 необхо-
димо периодически проглаживать утюгом, а свинцовые пластинки — спе-
циальным роликом на толстом стекле или стальной плите. Поверхность
66
свинцовых пластинок,
должна периодически
стинки следует своевр
Электроды подклк
ных к свинцовой плас
жимами. Провода пр
1 мм2 в хлорвинилова
В последнее вре»
ненно-углеродистой т
ется хорошим прово;
твор. Несколько слое
что образуется единг
над проводящей тка1
ненная с питающим i
из токопроводящей р
Сопротивление цк
находится в весьма I
из переходного сопр
противления самих :
кладками и кожей 1
КОТОРЫМ ПРОХОДИТ TI
тивление между прк
мой кожи, зависит с
тельном контакте к«
няется и сопротивле
жается.
В целом при бол
ностях при площад:
20 мА сопротивленз
1000 Ом; при малой
оно может увеличив
расположении электг
повышается до 500К
ции при местных пр
тродах до 25—30 В.
При проведении
Пациент должен ош
ние. Болезненные о
легании прокладок
димо расправить п]
кожи закрыть пласа
Под действием i
ду электродами, ус
обменные процессы
Движение в рас
(ионофорез) или бс
трофорез) использ;
карственных вещее
ют раствором соот
(табл. II — 3) ввод
рый принимают ча
положительного эл(
заряженные в раса
и др.), от отрицате
а также отрицател
ществ (сульфидин,
Весьма важно i
присутствие в рас
5*
свинцовых пластинок, окисляющаяся и загрязняющаяся в эксплуатации,
должна периодически очищаться наждачной бумагой. Изношенные пла-
стинки следует своевременно заменять новыми.
Электроды подключают к аппарату с помощью проводов, припаян-
ных к свинцовой пластинке или присоединенных к ней специальными за-
жимами. Провода применяют гибкие (многожильные), сечением 0,75—
1 мм2 в хлорвиниловой или резиновой изоляции.
В последнее время появились электроды, изготовленные из упроч-
ненно-углеродистой ткани. Ткань, состоящая на 98% из углерода, явля-
ется хорошим проводником и в то же время не выделяет ионов в рас-
твор. Несколько слоев байки и слой проводящей ткани прошиваются так,
что образуется единая конструкция — электрод с прокладкой. В карман
над проводящей тканью вкладывается металлическая пластинка, соеди-
ненная 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, со-
противления самих прокладок, переходного сопротивления между про-
кладками и кожей и, наконец, сопротивления кожи и тканей тела,' по
которым проходит ток. При этом надо учитывать, что переходное сопро-
тивление между прокладкой и кожей, так же как и сопротивление са-
мой кожи, зависит от плотности тока и времени его действия. При дли-
тельном контакте кожи с влажной прокладкой поверхность ее увлаж-
няется и сопротивление ороговевшего слоя эпидермиса значительно сни-
жается.
В целом при большей части местных процедур на туловище и конеч-
ностях при площади прокладок в пределах 100—200 см2 и токе ГО—
20 мА сопротивление постоянному току составляет в среднем 500—•
1000 Ом; при малой площади прокладок и соответственно токе 4—5 мА
оно может увеличиваться до 2000—3000 Ом. При глазнично-затылочном
расположении электродов и при токе в пределах 1—2 мА сопротивление
повышается до 5000—6000 Ом. Поэтому источник тока для гальваниза-
ции при местных процедурах должен обеспечивать напряжение на элек-
тродах до 25—30 В.
При проведении процедур гальванизации ток регулируют постепенно.
Пациент должен ощущать под электродами легкое покалывание и жже-
ние. Болезненные ощущения могут возникать при неравномерном при-
легании прокладок или при повреждениях кожи. В этом случае необхо-
димо расправить прокладку, а порезы, трещины и другие повреждения
кожи закрыть пластырем.
Под действием гальванического тока в тканях, расположенных меж-
ду 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 (элек-
трофорез) используют в электротерапии для введения в организм ле-
карственных веществ. Для этого прокладки под электродами смачива-
ют раствором соответствующего вещества. Лекарственные вещества
(табл. II — 3) вводят в организм в соответствии со знаком заряда, кото-
рый 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 ве-
ществ (сульфидин, пенициллин и др.).
Весьма важно при лекарственном электрофорезе свести к минимуму
присутствие в растворе посторонних, так называемых паразитарных
5* 67
Таблица 11—3
Вводимые в организм вещества, их концентрация и полярность
Вводимый в организм ион
или частица
Употребляемое вещество
% раствора
I. Частицы, вводимые с положительного электрода
Адреналин Адреналина гидрохлорид 0,1
Аконитин Аконитина нитрат 0,001—0,002
Витамин Вг Тиамин 2-5
Гистамин Гистамина гидрохлорид 0,01
Дионин Дионии 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 1
Эуфиллин Эуфиллин 2
Эфедрин Эфедрина гидрохлорид 0,1—2
II. 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 Кофеии-натрия бензоат в 5% растворе соды 1,0
Никотиновая кислота Никотиновая кислота 1,0
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 иа 1 смг про-
кладки (5,000—10 000 ЕД на 1 мл физиологического раствора).
ионов. По этой причине растворы лекарственных веществ готовят на
дистиллированной воде. Для каждого лекарственного вещества реко-
мендуется использовать отдельные прокладки. После процедуры про-
кладки промывают в проточной воде, кипятят и сушат в специальном су-
шильном шкафу.
При использовании сильнодействующих или дорогостоящих лекарст-
венных веществ раствором пропитывают не прокладку, а подкладывае-
мую под неё сложенную в несколько слоев фильтровальную бумагу или
марлю (прокладка смачивается водой).
При электрофорезе пенициллина и стрептомицина необходимо, чтобы
образующиеся на электродах продукты электролиза не снижали его ак-
тивности. 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, бу-
ферная 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 прово-
68
диться как с закрытым, так и с открытым глазом. Второй электрод по-
мещается 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 конеч-
ностей ванн из фаянса или полимера. Четыре ванны (для каждой ко-
нечности отдельно) заполняют теплой водой или лекарственным раство-
ром и включают в цепь постоянного тока с помощью угольных электро-
дов.
Процедура проводится в положении больного сидя. Нижние конеч-
ности 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 про-
кладками. Существенно также сочетание действия постоянного тока и
теплых ванн, повышающее
эффективность гальвани-
зации и электрофореза ле-
карственных веществ.
При электрофорезе об-
разуется сложная цепь из
растворов, которыми про-
питаны прокладки, и элек-
тролитов (в основном хло-
рида натрия), входящих в
состав тканей организма.
При этом ионы или заря-
электро-
Рис. II —2.
Схема движения ионов при
форезе.
женные частицы
ствующего знака
вора, которым
прокладка, переходят в подлежащие ткани организма, а из тканей орга-
низма навстречу им поступают ионы натрия или хлора. На рис. II — 2
условно показано также образование у полупроницаемых перегородок
а, б пространственных зарядов (скопление ионов), которое лежит в ос-
нове поляризационных явлений и, в частности, придает тканям емкост-
ные свойства.
соответ-
из раст-
смочена
Оценивая количество перемещающихся при электрофорезе через
кожный покров ионов следует иметь в виду, что справедливые для сво-
бодного раствора электролита законы Фарадея не могут быть использо-
ваны. С помощью электрофореза вводится обычно не более 10—20% со-
держащегося 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.
Особенностью лекарственного электрофореза является поступление
лекарств в организм в электрически активном состоянии и в сочетании
с действием постоянного тока. Это обеспечивает повышенную фармако-
логическую эффективность лекарства.
§ 2. Аппараты для местной гальванизации
и лекарственного электрофореза
Аппарат для гальванизации «Поток-1» предназначен для проведения
процедур гальванизации и лекарственного электрофореза. Аппарат раз-
работан ВНИИМП и выпускается Свердловским заводом ЭМА.
69'
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 напряже-
нием 127 В+10% и 220 В+10%; потребляемая из сети мощность не бо-
лее 15 ВА; аппарат выполнен по II классу защиты от поражения элек-
трическим током; габаритные размеры 260X230X80 мм; масса аппарата
не превышает 3 кг.
Аппарат представляет собой питаемый от сети регулируемый источ-
ник постоянного тока. Принципиальная электрическая схема аппарата
приведена на рис. II — 3.
Рис. II — 3. Принципиальная электрическая схема аппарата «Поток-!».
Питание аппарата от сети производится через трансформатор Тр. На-
пряжение вторичной обмотки (выводы 6—8) подается на выпрямитель,
собранный по мостовой схеме на блоке диодов Б1. Фильтрация осущест-
вляется двухзвенным резистивно-емкостным фильтром на электролити-
ческих конденсаторах 1—4 и резисторах 1, 2. Эффективность фильтра
такова, что даже в случае значительного уменьшения со временем емко-
сти конденсаторов обеспечивается пульсация выходного тока не более
0,5%. Это необходимо, чтобы в максимальной степени исключить пере-
менную составляющую, имеющую иное физиологическое действие, чем
постоянный ток.
С выхода фильтра выпрямленное напряжение подается на перемен-
ный проволочный резистор 3, ось которого выведена на панель управле-
ния и снабжена ручкой для регулировки тока в выходной цепи.
Для получения более растянутой регулировочной характеристики в
области малых токов обмотка резистора в начальной части имеет посте-
пенно 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 трансформа-
тора переключателя ВЗ (ручка «5—50» на панели управления). Одно-
временно 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 пе-
реключения диапазонов или включения аппарата в сеть при введенной
ручке регулятора тока, в аппарате имеется автоматическая механическая
блокировка, связывающая ось регулятора тока R3, переключатель диа-
пазонов тока ВЗ и сетевой выключатель В1.
Сетевая обмотка трансформатора секционированна для включения в
-сеть напряжением 127 или 220 В. Переключение производится переклю-
чателем-предохрани
ет сигнальная лампг
Устройство г
ударопрочного поли
кого дна. На верхи
расположены: слевг
справа —ручка 3 р
и пределов измере
пер метра «5—50», с
чатель 5 «Вкл.— Е
ные гнезда 6 (плю<
ная клавиша, мину<
клавиша). В дне кс
отверстие для досту
лю предохранителя
Шасси аппарат
ное из изоляционно
со смонтированным!
лями и элементами
рис. II — 5. Слев
миллиамперметр
лампа 14, держател
теля 13. В средней
лены фильтровые к
трансформатор 12..
дится выходной п<с
переключатель 8 де
и пределов измерк
перметра, выключ;
выходные пружины
Выходной потенци!
ключатели связаны
блокировкой. Напр
ось потенциометра
зью нажимает на р
вающегося вокруг
Рычаг давит на ne:j
по оси ползушки 7
подпружинены цы
одетыми на ось пру
Работа блокирк
В начальном полоз
и рычаг 5 отпускав
нами в сторону и
ля и переключател
из нулевого полон
ходились в положа
ползушек под кла
могут быть перевод
Если поворот р
шей переключател
ется в боковую по
шает переводу ее
входит в прорезь
вишу в положение
аппарат в сеть и
установке ручки е
Рис. II—4. Общий вид аппарата «Поток-1»,
с приставкой. Объяснение в тексте.
чателем-предохранителем В2. Индикацию о включении сети обеспечива-
ет сигнальная лампа Л.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. II — 4) имеет корпус из
ударопрочного полистирола, состоящий из собственно корпуса и съем-
ного 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
и пределов измерения миллиам-
перметра «5—50», сетевой выклю-
чатель 5 «Вкл.— Выкл.», выход-
ные гнезда 6 (плюс «+»— крас-
ная клавиша, минус «—» — белая
клавиша). В дне корпуса имеется
отверстие для доступа к держате-
лю предохранителя.
Шасси аппарата, изготовлен-
ное из изоляционного материала,
со смонтированными на нем дета-
лями и элементами показано на
рис. II — 5. Слева размещены
миллиамперметр 1, сигнальная
лампа 14, держатель предохрани-
теля 13. В средней части установ-
лены фильтровые конденсаторы 2,
трансформатор 12. Справа нахо-
дится выходной потенциометр 3,
переключатель 8 диапазонов тока
и пределов измерения миллиам-
перметра, выключатель сети 10,
выходные пружинные клеммы 11.
Выходной потенциометр и пере-
ключатели связаны механической
блокировкой. Напрессованный на
ось потенциометра диск 4 с проре-
зью нажимает на ролик поворачи-
вающегося 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 пружи-
нами в сторону и не мешают повороту клавишей сетевого переключате-
ля и переключателя диапазонов. После того как потенциометр выведен
из нулевого положения, диск нажимают на ролик и, если клавиши на-
ходились 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 клави-
шей переключателей в положение «Вкл.» и «5», то ползушка 9 упира-
ется в боковую поверхность клавиши сетевого выключателя 10 и не ме-
шает переводу ее в положение «Выкл.». Ползушка же 7 своим выступом
входит в прорезь клавиши переключателя диапазонов, и перевести кла-
вишу 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 (иово-
71
рот против часовой стрелки до упора). Выключение же напряжения сети
может быть произведено при любом положении ручки потенциометра.
К аппарату придается рольный свинец толщиной 0,5 мм — 0,5 кг, резиновый бинт
для крепления электродов, провод для подключения электродов — одинарный 4 шт. и
раздвоенный •— 2 шт. По специальному заказу поставляется комплект электродов: во-
ротниковый, полумаска (правосторонняя и левосторонняя), двухлопастной (правосто-
ронний и левосторонний), прямоугольные размером 18X11 см, 16X40 см, 15X7 см,
20X3,5 см, прямоугольный раздвоенный и круглый раздвоенный.
Управление аппаратом при проведении процедур. Проверив
правильность установки переключателя напряжения сети п переведя
выключатель сети в положение «Выкл.», переключатель диапазонов в
Рис. II —5. Шасси аппарата «Поток-1». Объяснение в тексте.
положение «5», а ручку регулировки выходного тока в нулевое положе-
ние, включают вилку сетевого шнура в розетку питающей сети. Подклю-
чают к выходным з-ажимам 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 сете-
вое напряжение (при этом загорится глазок на панели управления) и,
плавно поворачивая ручку регулятора, устанавливают необходимое зна-
чение тока. При этом ориентируются на ощущения пациента и показа-
ния прибора. Следует иметь в виду, что в течение первых минут после
начала процедуры сопротивление тела несколько уменьшается, что при-
водит к увеличению тока. По этой причине в начале процедуры необхо-
димо 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 выво-
72
дят в начальное положение ручку регулятора тока и снимают электро-
ды с пациента. При перерыве в работе выключают сетевое питание, пе-
реведя ручку сетевого выключателя в положение «Выкл.»
Аппарат для гальванизации полости рта ГР-2 выпускается Волго-
градским заводом МО.
Основные технические данные: наибольший выходной ток (при на-
грузке 5 кОм) 5 мА, коэффициент пульсации выходного тока не более
0,5%; питание от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением
220 В +Ю%; потребляемая мощность не более 15 ВА; аппарат выпол-
нен по II классу защиты от поражения электрическим током; габарит-
ные размеры 244X164X85 мм; масса не более 2,5 кг.
и"
: -ггов
& &
fl п
Рис. II — 6. Принципиальная электрическая схема аппарата ГР-2.
Принципиальная электрическая схема аппарата представлена на
рнс. II — 6. Силовой трансформатор Тр включается в сеть с помощью
двухполюсного кнопочного выключателя В1 (кнопка «Вкл.» на панели
управления). В сетевой цепи установлен предохранитель Пр1. Вторич-
ная обмотка трансформатора питает выпрямитель, собранный на мосте
Д1— Д4 с П-образным резистивно-емкостным фильтром,— резистор 1,
электролитические конденсаторы 1, 2.
К выходу фильтра подключен потенциометр 2, ось которого выведе-
на на панель управления аппарата для регулирования тока в выходной
цепи. В цепь движка потенциометра включен миллиамперметр мА для
измерения тока, проходящего через тело пациента.
С помощью кнопочного переключателя В2 (кнопка «А+» на панелй
управления) можно изменять полярность выходных гнезд А и П. Для
индикации выбранной полярности переключатель В2 коммутирует так-
же сигнальные лампы Л1, Л2, питающиеся от отдельной обмотки транс-
форматора. Глазки сигнальных ламп имеют надписи: левая — «А+»,
правая — «А—» соответственно тому, подключено гнездо А к положи-
те
тельному или отрицательному полюсу выпрямителя. Сигнальные лампы
одновременно служат указателем включения питающей сети.
Аппарат (рис. II —7) смонтирован в настольном
металлическом корпусе. На верхней стенке, служащей панелью
управления, размещены: в центре ручка 1 регулятора тока; слева —
миллиамперметр 2, пружинные кнопки 6 «А» и «П» для фиксации одно-
полюсных вилок, которыми оканчиваются провода электродов; спра-
ва — глазки 3 сигнальных ламп «Аф-» и «А—», кнопка 4 «Вкл.» выклю-
чателя сети и кнопка 5 «А+» переключателя полярности выходных
Рис. II — 7. Общий вид аппарата ГР-2. Объяснение в тексте.
гнезд. Отверстия для доступа к выходным гнездам находятся на перед-
ней стенке корпуса под фиксаторами. На задней стенке размещены ввод
сетевого шнура и держатель предохранителя.
В комплект аппарата входит набор электродов: для гальванизации корневых кана-
лов— 10 шт.; для гальванизации слизистой — 6 шт.; для гальванизации десен боль-
шой, средний и малый — по 3 шт.; пассивный электрод — 2 шт. В числе принадлеж-
ностей — переходник, провод электродов и бинт резиновый.
Управление аппаратом при проведении процедур. Установив
кнопку выключателя сети в ненажатое (отключенное) положение, а руч-
ку регулятора тока повернув против часовой стрелки до отказа, вклю-
чают вилку сетевого шнура в сетевую розетку с напряжением 220 В. На-
жав на фиксаторы, подключают к выходным гнездам однополюсные
вилки провода электродов. К концам провода подключают пассивный и
выбранный для проведения процедуры активный электроды. Укрепляют
пассивный электрод с прокладкой с помощью резинового бинта на руке
пациента. Затем вводят в полость рта активный электрод. С помощью
проволочного электрода воздействуют на корневой канал. Для гальва-
низации десен применяют электрод в виде резиновой ванночки, в кото-
рую вложена свинцовая пластинка. Пластинку сверху закрывают не-
сколькими слоями увлажненной марли, и электрод прижимают к десне.
Электрод для гальванизации слизистой аналогичен по конструкции де-
сенному, но имеет форму плоского диска.
Установив электроды, нажатием кнопки сетевого выключателя вклю-
чают аппарат в сеть. При этом загорается одна из сигнальных ламп, ука-
зывая полюс выпрямителя, к которому подключено гнездо «А». При не-
обходимости перемены полярности нажимают на кнопку «А+». Повора-
чивая по часовой стрелке ручку регулятора тока, устанавливают его по
показаниям миллиамперметра и ощущениям больного.
По окончании процедуры ручку регулятора тока устанавливают в
начальное положение, отключают электроды и выключают аппарат из
сети.
74
§ 3. Устройство для проведения гальванизации
в четырехкамерных ваннах
Устройство для проведения гальванизации в четырехкамерных ваннах
ГК-2 выпускается Волгоградским заводом МО. Устройство представляет
собой стационарную установку (рис. II—8) и состоит из аппарата 1 для
гальванизации «Поток-1», коммутирующей приставки 2, подставки 7 на
четырех опорах, двух ножных 6 и двух ручных 3 ванн и винтового стула
4 для пациента.
Рис. II—8. Общий вид устройства ГК-2. Объяснение в тексте.
Для удобства пациента высота сидения винтового стула может изме-
няться от 45 до 55 см. Соответственно может регулироваться и высота
ручных ванн (60—70 см).
Каждая ванна имеет по два прилива, в которые помещают графито-
вые электроды. Отделенные перегородкой с отверстиями приливы исклю-
чают возможность непосредственного контакта конечностей с электро-
дами. Для слива воды в дне каждой ванны имеется отверстие, в котором
на резиновых прокладках установлен штуцер. Сверху отверстие плотно
закрывается пробкой, снизу на штуцер надеты сливные шланги 5. В ра-
бочем положении концы сливных шлангов крепятся к краю ванны.
75
Электроды каждой ванны с помощью раздвоенных проводов соеди-
няются с соответствующим гнездом коммутирующей приставки — «пра-
вая», «левая», «нога», «рука». Приставка подключается соединитель-
ными проводами к выходным гнездам аппарата для гальванизации «По-
ток-1», являющимся источником тока при проведении процедур общей
гальванизации.
Принципиальная электрическая схема приставки приведена на рис.
II — 9. Провода с однополюсными вилками Ш1 и Ш2 подключаются со-
ответственно к выходным гнездам плюс (+) и минус (—) аппарата «По-
ток-1». Выходные гнезда Гн1 — Гн4 с помощью переключателей В1 — В4
Рис. II — 9. Принципиальная электрическая схема приставки к
аппарату «Поток-1».
могут подключаться к положительному или отрицательному полюсу ис-
точника тока. Возможны различные комбинации включения конечностей
в цепь тока, но по крайней мере одна из ванн дожна иметь полярность,
отличную от полярности остальных ванн.
Приставка имеет также два выходных гнезда с постоянной полярно-
стью. Эти гнезда Кн1, Кн2 в случае необходимости могут использовать-
ся для проведения процедур местной гальванизации и лекарственного
электрофореза.
Аппарат «Поток-1» и приставка укрепляются на стене около подстав-
ки с ваннами. Для этого в дне корпусов аппарата и приставки имеются,
специальные отверстия.
Учитывая значительную площадь контакта тела пациента с водой,
особые меры должны приниматься для обеспечения его электробезопас-
ности. В частности, должна быть исключена возможность прямого или
косвенного контакта пациента с заземленными предметами. Контакт мо-
жет иметь место при наполнении и опорожнении ванн с использованием
водопровода и канализации. Поэтому как при наполнении, так и опрож-
нения ванн должны строго выполняться правила техники безопасности.
Водопроводные трубы и краны с холодной и горячей водой должны
располагаться вне пределов досягаемости принимающего процедуру па-
циента (не ближе 1,5 м от стула). Наполнение водой производят с помо-
щью резиновых шлангов, которые затем также должны быть удалены на.
достаточное расстояние от пациента.
76
Слив воды производят следующим образом. Вначале воду сливают из
ручных ванн в ножные. Для этого концы сливных шлангов ручных ванн
опускают в ножные и из ручных ванн вынимают пробки. Слив воды из
ножных ванн в канализацию производят с помощью водоструйного на-
соса, придаваемого в комплект к аппарату. Насос надевают на водопро-
водный кран над раковиной. Резиновую трубку опускают в ванну и от-
крывают водопроводный кран. С увеличением тока воды через кран уве-
личивается производительность насоса. Насос обеспечивает отсос воды с
производительностью не меньшей чем 2 л/мин. Слив из ножных ванн
может производиться и без насоса с помощью сливных шлангов в допол-
нительную емкость.
Во всех случаях наполнение и слив воды из ванн должны произво-
диться в отсутствие пациента.
Управление аппаратом «Поток-1» при проведении процедур общей
гальванизации в четырехкамерных ваннах не отличается от обычного
{см. § 2 данного раздела).
Раздел 2.
АППАРАТЫ ДЛЯ ТЕРАПИИ ИМПУЛЬСНЫМИ
И ПЕРЕМЕННЫМИ ТОКАМИ
§ 1. Методы электродиагностики и электротерапии
импульсными и переменными токами
В современной электротерапии широко применяются так называемые
импульсные токи, состоящие из ритмически повторяющихся кратковре-
менных толчков (импульсов) электрического тока. Простейшим и исто-
рически первым введенным в практику импульсным током являлся ток,
получаемый ручным или автоматическим (например, с помощью метро-
нома) прерыванием цепи постоянного тока. Идеализированный график
такого тока приведен на рис. II—10. Действие импульсного тока на ор-
ганизм, помимо силы тока, в значительной степени определяется времен-
ными характеристиками: а) длительностью импульса t, б) частотой по-
вторения импульсов f или периодом Т, в) формой импульса, главным об-
разом длительностями фронта и среза tc.
Между этими величинами имеются следующие основные соотноше-
ния: T = t=T—10, где t0 — длительность паузы между импульсами;
т
где S — скважность импульсов.
Раздражающее действие импульсного тока при данных временных
характеристиках обусловлено его амплитудным значением /амП> которое
в аппаратах измеряется специальными сравнительно сложными устрой-
ствами. Во многих случаях, однако, применяются магнитоэлектрические
приборы, измеряющие постоянную составляющую J 0 импульсного тока.
В этом случае надо знать соотношение между амплитудным значением и
постоянной составляющей, которое зависит от формы и частоты следова-
77
ния импульсов. Для прямоугольных импульсов .амплитудное значение
равняется постоянной составляющей, умноженной на скважность
J амп = J •
При синусоидальных импульсах, полученных при однополупериодном
выпрямлении переменного тока ^амп = ^ол, а при двухполупериодном
выпрямлении
С появлением индукционной катушки для медицинских целей широко
использовался так называемый фарадический ток (рис. II—И, а), ко-
торый так же как и ток, получаемый с помощью разряда конденсатора
(см. рис. II—11, б), потерял в настоящее время какое-либо практическое
значение.
С развитием электроники появилась возможность получать импульс-
ные токи с любыми необходимыми параметрами. В современных аппа-
Рис. II — II. Различные виды импульсного тока.
а — фарадически)! ток; б — конденсаторные разряды с экспо-
ненциальным срезом; в — прямоугольные импульсы; г — им-
пульсы с экспоненциальным фронтом: д — импульсы с экспо-
ненциальными фронтом и срезом.
ратах используются раз-
личной формы импульсы
длительностью от десят-
ков микросекунд до не-
скольких секунд, с часто-
той повторения от долей
до десяти тысяч герц. При
необходимости может обе-
спечиваться независимая
регулировка длительности
и частоты повторения им-
пульсов.
Форма импульсов мо-
жет быть самой разнооб-
разной. Основные виды
импульсов показаны на
рис. II- 11 (b — g).
К импульсным токам относятся диадинамические токи, представля-
ющие собой комбинации импульсов, по форме близких к синусоидаль-
ным (см. рис. II—18). Следует отметить, что у отдельных видов диади-
намических токов амплитуда импульсов не постоянна, а изменяется (мо-
дулирована) по определенному закону. Подача импульсного тока отдель-
ными посылками (сериями) с перерывами, равными или несколько
большими длительности посылок, является более физиологичной чем не-
прерывная последовательность импульсов, так как обеспечивает возмож-
ность для отдыха ткани, что совершенно необходимо, например, при со-
кращении мышц. Имеет значение и постепенное увеличение и спадание
амплитуды импульсов, обеспечивающее более плавное, безболезненное
сокращение мышц.
Огибающие посылок модулированных по амплитуде импульсов также
представляют собой импульсы (большей длительности и меньшей часто-
ты повторения) и характеризуются теми же параметрами, что и рас-
смотренные выше.
Помимо однополярных импульсов, широкое применение в электроте-
рапии находят переменные токи частотой до 5—10 кГц, модулированные
по амплитуде напряжением низкой частоты (см. рис. II — 29). Использо-
вание модулированных переменных токов повышенной частоты позволя-
ет значительно уменьшить болезненность при воздействии, поскольку по-
рог болевой чувствительности растет с частотой быстрее, чем порог со-
кращения. Это объясняется, в основном, значительным уменьшением с
повышением частоты емкостного сопротивления кожи, в которой сосре-
доточены болевые рецепторы. Применение переменного тока позволяет
также в связи с отсутствием явлений поляризации избежать раздраже-
ния кожи и ощущения жжения под электродами.
7S
Обычно в терапевтических аппаратах и стимуляторах, использующих
переменный ток, выбирается частота в диапазоне 2—5 кГц, так как при
использовании более высоких частот для эффективного воздействия тре-
буется значительно большее значение тока, а на более низких частотах
теряется преимущество безболезненности.
За рубежом находят применение и так называемые интерференцион-
ные токи, создаваемые с помощью двух пар электродов, питаемых на-
пряжениями с близкими частотами (например, 4900 Гц и 5000 Гц). За
счет биений обеспечивается
воздействие на ткани низкоча-
стотным током разностной ча-
стоты. При этом воздействие
локализовано в области пере-
сечения путей тока от каждой
пары электродов.
В последние годы получил
некоторое распространение, в
частности, для обезболивания
в стоматологической практике,
переменный ток с шумовым
спектром (рис. II — 12). Такой
ток состоит из синусоидальных
колебаний с частотой в пределах от 20 Гц до 20 кГц, беспорядочно (хао-
тично) комбинирующихся между собой аналогично шумовым колебани-
ям в области звука, откуда и происходит его название.
Особенностью действия подобного тока на организм является то, что
беспорядочная смена параметров колебаний препятствует возникнове-
нию суммационных и адаптационных процессов в тканях, которые имеют
место при ритмичном воздействии одинаковых по характеру импульсов
или колебаний.
Применяя импульсный и особенно переменный ток для воздействия
на ткани организма, следует учитывать, что электропроводность тканей
имеет также емкостную составляющую, обусловленную поляризацион-
ными явлениями в тканях. В общем виде эквивалентная электрическая
схема для цепи, содержащей ткани организма, при воздействии постоян-
ным и импульсным токами может быть представлена в виде нескольких
последовательно включенных резисторов, каждый из которых шунтиро-
ван конденсатором (рис. II — 13). В этой схеме Дк и Ск соответствуют
эквивалентным сопротивлению и емкости слоя кожи и подкожной клет-
чатки, в которых емкость играет значительную роль, a RB„ и Свн со-
противлению и емкости глубоко
лежащих тканей, где емкость име-
ет меньшее значение.
Для ориентировки укажем,
что, например, при небольшой
площади электродов (несколько
квадратных сантиметров) и не-
значительной силе тока (постоян-
ная составляющая — доли милли-
ампер) для эквивалентной схемы
можно принять следующий порядок величин RK: 1000—2000 Ом,
Ск : 0,03—0,05 мкФ, Двн : 500—1000 Ом и Свн : 0,01—0,02 мкФ.
Следствием емкостных свойств тканей является то, что форма им-
пульсов тока, проходящего через них, может отличаться от формы им-
пульсов приложенного напряжения. С этим необходимо считаться при
точных исследованиях. В качестве примера на рис. II—14 показана схе-
матически форма импульсов тока, получающихся при действии на ткани
организма импульсов напряжения прямоугольной формы.
С к R бн Ск
Rk Свн Rk
Рис. II — 13. Эквивалентная электрическая
схема тканей организма при воздействии
постоянным и импульсным токами.
79
Прежде чем перейти к рассмотрению методов . электролечения с по-
мощью импульсных и переменных токов, рассмотрим применение им-
пульсных токов с диагностическими целями, так называемую электроди-
агностику.
Электродиагностикой, или исследованием электровозбудимости, на-
зывается метод определения функционального или анатомического состо-
яния периферических нервов и мышц при помощи раздражения их элек-
трическим током. При этом форма и интенсивность электрического раз-
Рис. II—;14. Форма импульсов напряжения иа
электродах и тока, проходящего через ткани
организма.
дражения сопоставляется с ха-
рактером ответной реакции,
преимущественно в виде сокра-
щения мышц.
Первым методом электро-
диагностики был так называе-
мый классический метод. При
этом сравнивался характер со-
кращения мышц при раздраже-
нии их постоянным и вызываю-
щим у нормальной мышцы дли-
тельное («тетаническое») со-
кращение «фарадическим» то-
ком. В дальнейшем в качестве
тетавизирующего тока использовались остроконечные импульсы, полу-
чаемые с помощью тиратронного выпрямителя из синусоидального на-
пряжения питающей сети. Аппараты для классической электродиагно-
стики описаны в предыдущих изданиях книги.
В зависимости от степени развития в мышце дегенеративных про-
цессов она отвечает на раздражение не молниеносным, характерным для
здоровой ткани, а более или менее замедленным, вялым «червеобраз-
ным» сокращением. Искажается также нормальное соотношение между
пороговыми значениями
J п ,мА
Рис. II — 15. Кривая электровозбудимости
а — при раздражении прямоугольными импульсами;
дражепии треугольными импульсами.
мышцы,
б — при раз-
тока при раздражении с
катода или анода, при
размыкании и замыкании
цепи постоянного тока.
Классическая электро-
диагностика давала доста-
точно надежные результа-
ты при оценке характера
и глубины патологическо-
го процесса в нервно-мы-
шечном аппарате.
В настоящее время по-
лучил распространение
более сложный, но и более
совершенный метод элек-
тродиагностики одиноч-
ными импульсами прямо-
угольной формы различ-
ной длительности. Метод
основан на том, что раз-
дражающее действие относительно кратковременных (малые доли се-
кунды) импульсов тока зависит от их длительности. При исследовании
определяют силу тока вызывающего пороговую, т. е. наименьшую за-
метную, реакцию раздражения при различной длительности t прямо-
угольного импульса. Затем строят график зависимости порогового тока
от длительности импульса (кривая электровозбудимости или сокращен-
но кривая «сила — длительность», рис. II — 15) и по его характеру судят
80
о состоянии нерва или мыщцы. На этом же принципе основан более про-
стой метод «хронаксиметрии», при котором определяют два характерных
параметра кривой электровозбудимости: реобазу R, равную значению Jn
тока, вызывающего пороговое раздражение при сколь угодно большой
а — моноактивный; б — биактивный.
длительности импульса, и хронаксию о или длительность импульса, для
которого амплитуда тока равна удвоенной реобазе.
При электродиагностике используется также раздражение импуль-
сами, повторяющимися с определенной частотой. При этом определя-
ется способность ткани воспринимать тот или иной ритм раздражения,
так называемая лабильность. При исследовании устанавливается связь
между характером сокращения мышц и частотой электрического раздра-
жения. Уменьшение опти-
мальной частоты следования
импульсов по сравнению со
здоровой тканью свидетель-
ствует о той или иной степе-
ни поражения нерва или
мышцы. Исследование про-
водят с помощью кратковре-
менных импульсов, частота
которых изменяется в широ-
ких пределах. Имеются мето-
ды электродиагностики, с по-
мощью которых исследуется
аккомодационная способ-
ность ткани, проявляющаяся
в зависимости возбудимости
ткани от скорости нараста-
ния раздражения, т. е., от
крутизны фронта импульса. Пораженная мышца в той или иной степени
теряет эту способность. На рис. II— 15 показана также кривая электро-
возбудимости при раздражении треугольным импульсом. Для здоровой
мышцы отношение амплитуды порогового треугольного импульса дли-
тельностью 1000 мс к реобазе составляет 3—6. Для пораженной мышцы
это значение значительно меньше. Наконец, имеются и более сложные
методы исследования электровозбудимости, при которых одновременно
или в определенных комбинациях изменяются все три основных пара-
метра электрических импульсов: длительность, частота и форма.
При электродиагностике применяется два электрода — активный и
пассивный. Активный электрод имеет малую площадь (точечный элек-
трод), в связи с чем на нем образуется высокая плотность раздражаю-
щего тока, и он располагается в точке нанесения раздражения. Пассив-
ный электрод в виде пластинки значительной площади (не менее 150 см2)
располагается в любом нейтральном месте (обычно в межлопаточной
области при исследовании верхних конечностей или верхней половины
тела, или в крестцово-поясничной — при исследовании нижних конечно-
стей или нижней половины тела). Подобный метод воздействия называ-
ется моноактивным (монополярным). Активный электрод (рис. II — 16, а)
имеет форму изогнутого стержня 1 с утолщением на конце, вставленного
в рукоятку 4. В рукоятке имеется кнопочный прерыватель 2—3 для вклю-
чения и выключения тока. Рабочая поверхность электрода покрывается
тканью, которая во время исследования смачивается теплым физиологи-
ческим раствором или водой. Неактивный электрод снабжается прок-
ладкой.
Применяется и биактивный (биполярный) способ раздражения. Элек-
трод для электродиагностики по этому методу изображен на рис. II — 16, б
и состоит из двух изогнутых стержней (бранш) 1 с утолщением на конце
(по типу моноактивного электрода), укрепленных в общей рукоятке 3.
6 № 1471
81
Бранши электродов раздвижные и могут устанавливаться на любом не-
обходимом расстоянии. К обеим браншам подходят провода от аппара-
та. Ручка электрода снабжена прерывателем 2 в цепи одного провода.
При биактивном раздражении оба электрода являются активными и рас-
полагаются в двух точках — или по концам исследуемой мышцы, или
вдоль отрезка нервного ствола.
При нарушении иннервации из-за поражения периферических нервов
мышца начинает дегенерировать, превращаясь в конце концов в соеди-
нительную, потерявшую функциональную способность ткань. Атрофия
мышц может возникнуть и при длительном вынужденном бездействии.
Для того чтобы поддержать жизнедеятельность нервно-мышечного аппа-
рата, применяется электрическое раздражение нервных стволов и мышц.
Метод называется электростимуляцией.
Обычно вначале проводят электродиагностическое исследование, оп-
ределяя состояние пораженных тканей и наиболее благоприятные для
воздействия на них параметры тока.
При электростимуляции применяется как моноактивная, так и биак-
тивная методика. Применяются электроды, аналогичные диагностиче-
ским, но без прерывателя (см. рис. II — 16), либо накладываются малой
площади свинцовые пластины (одна при моноактивном методе, две —
при биактивном) с прокладками и фиксируются эластичными бин-
тами.
При электростимуляции мышц электрическое раздражение должно
подаваться на мышцу ритмически с паузами для необходимого отдыха
мышцы между сокращениями. При этом следует учитывать, что повреж-
денная мышца имеет удлиненный рефрактерный период и быстрее утом-
ляется, поэтому паузы должны быть более длительными, чем в случае
здоровой мышцы. Это требует устройства в аппарате для электрости-
муляции мышц приспособления для ритмической подачи тока на
электроды.
В случаях, когда у больного сохранена возможность хотя бы незна-
чительного активного движения с помощью пораженных мышц, приме-
няют «активную» стимуляцию, которая заключается в том, что электри-
ческое раздражение производится одновременно с попыткой больного-
совершить необходимое движение. При этом электрическое раздражение
усиливает сокращение мышц и, таким образом, способствует более пол-
ному восстановлению нарушенной функции. Импульсный ток включа-
ется при этом с помощью специального ножного или ручного управле-
ния.
Весьма важно при электростимуляции обеспечить сокращение только-
пораженных мышц без вовлечения мышц-антагонистов и других здоро-
вых мышц. Значительные преимущества имеют с этой точки зрения экс-
поненциальные токи, действующие преимущественно на пораженные
мышцы с ослабленной в той или иной мере аккомодационной способно-
стью.
Помимо рассмотренной выше электростимуляции мышц опорно-дви-
гательного аппарата, большое практическое значение имеет также ис-
пользование импульсных токов при лечении самых различных заболе-
ваний с целью борьбы с болями, отеками (нарушением кровообраще-
ния), спастическими явлениями, нарушением трофики тканей и т. п.
Электростимуляция основана на раздражающем действии импульс-
ного тока. Однако при определенных параметрах и при соответствую-
щих условиях воздействия импульсный ток может вызвать и процессы
торможения в центральной нервной системе. Метод воздействия на го-
ловной мозг импульсным током слабой силы с целью вызвать разлитое
торможение, переходящее в обычный сон, называется «электросном».
При электросне воздействие на головной мозг осуществляется через
электроды, наложенные на закрытые глаза и сосцевидные отростки ви-
82
сочных костей, и®
ности импульсов
мой в пределах с
ется для каждого
чтобы ощущение
кое давление в гл
интенсивности.
Импульсный э
ции и других BHJ
практику вошел ®
диостимуляция. И
электростимуляцЕ
вых и других орга
Электрическая
от деятельности
асинхронными. Д
муляторов парам!
ло, фиксированны
За последние
ляция, т. е. стам®
меняются в за виз
лее простым тип
стимулятора. Таз
случае, если собс
или не обеспечив!
Другим видом
рой работа стим
органа.
Наконец, био]
ключаться в регу
параметров.
Биоуправляе»
как обеспечивай
стимуляции. Оде
редко, что связа
трудностями вы;
зующих состоят
равление стимул
управление при
и включаемых «1
Конструкции
зием. В зависим
дичают экстрам
тированные) ста
Внешние сти
стольные стимул
ния для времен
необходимых и;
стимуляторы до
пределах, могут
Носимые сти
дении, так и в о
вес, они постоян
ры имеют, как га
оперативного вх
гроды. Антоном:
ров) ограничив^
Регулировка па
6*
сочных костей, импульсным током прямоугольной формы при длитель-
ности импульсов порядка 0,’2—0,5 мс и частоте повторения, регулируе-
мой в пределах от 1—5 до 80—100 имп/с. Частота импульсов подбира-
ется для каждого больного индивидуально, а ток устанавливается таким,
чтобы ощущение от его прохождения (постукивание, вибрация или лег-
кое давление в глубине глазницы) не достигало беспокоящей больного1
интенсивности.
Импульсный электрический ток все шире используется для стимуля-
ции и других внутренних органов. Наиболее широко в медицинскую
практику вошел метод электрической стимуляции сердца — электрокар-
диостимуляция. Интенсивно разрабатываются методы и аппаратура для
электростимуляции желудочно-кишечного тракта, диафрагмы, мочеполо-
вых и других органов.
Электрическая стимуляция органов может производиться независимо
от деятельности органа. Соответствующие стимуляторы называются
асинхронными. Для асинхронных имплантируемых (вживленных) сти-
муляторов параметры стимула задаются заранее и являются, как прави-
ло, фиксированными.
За последние годы интенсивно развивается биоуправляемая стиму-
ляция, т. е. стимуляция, параметры которой в той или иной степени из-
меняются в зависимости от состояния, потребностей организма. Наибо-
лее простым типом биоуправления является управление включением
стимулятора. Такой стимулятор включается «по требованию», т. е. в
случае, если собственные управляющие сигналы организма отсутствуют
или не обеспечивают нормального функционирования органа.
Другим видом биоуправления является биосинхронизация, при кото-
рой работа стимулятора происходит синхронно с собственным ритмом
органа.
Наконец, биоуправление стимулятором может быть полным, т. е. за-
ключаться в регулировании не только его временных, но и амплитудных
параметров.
Биоуправляемые стимуляторы имеют несомненные преимущества, так
как обеспечивают более адекватный, выгодный для организма режим
стимуляции. Однако такие стимуляторы применяются еще относительно-
редко, что связано со значительно большей их сложностью и, главное,
трудностями выделения в организме одного или нескольких характери-
зующих состояние органа тестов, по которым можно было бы вести уп-
равление стимулятором. Наиболее широкое применение получило био-
управление при электростимуляции сердца, в виде синхронизированных
и включаемых «по требованию» стимуляторов.
Конструкции электростимуляторов отличаются большим разнообра-
зием. В зависимости от расположения относительно тела больного раз-
личают экстракорпоральные (внешние), и интракорпоральные (имплан-
тированные) стимуляторы, а также стимуляторы смешанного типа.
Внешние стимуляторы могут быть настольными либо носимыми. На-
стольные стимуляторы применяются в условиях медицинского учрежде-
ния для временной стимуляции с лечебной целью, либо установления
необходимых параметров стимула перед имплантацией. Настольные
стимуляторы допускают регулировку параметров стимула в широких
пределах, могут иметь как автономное, так и сетевое питание.
Носимые стимуляторы могут применяться как в медицинском учреж-
дении, так и в обычных для больного условиях. Имея малые габариты и
вес, они постоянно или временно носятся больными. Носимые стимулято-
ры имеют, как правило, электроды, не требующие для своего наложения
оперативного вмешательства, т. е. накожные или внутриполостные элек-
троды. Автономное питание (от химических элементов или аккумулято-
ров) ограничивает функциональные возможности таких стимуляторов.
Регулировка параметров стимула в ограниченных пределах осуществля-
6*
83
ется самим больным. Примером носимого стимулятора может служить
аппарат для стимуляции анального сфинктера (рис. 11 — 17).
Имплантируемые стимуляторы предназначены для постоянного заме-
щения или поддержания функции органа. Вместе с электродами и источ-
ником питания они укрепляются под одной из мышц и не имеют высту-
пающих из тела частей. К имплантируемым стимуляторам предъявляют-
ся чрезвычайно жесткие требования в отношении габаритов и массы (не
более 100—150 г), надежности, отсутствия токсичности. Такие стимуля-
торы, как правило, не допускают регулировки параметров стимула из-
вне. Основной характеристикой имплантируемых стимуляторов является
срок службы, т. е. длите-
ру" льность работы без необ-
ходимости замены, свя-
занной с новой операцией.
Срок службы стимулятора
определяется использо-
ванным в нем источником
питания. Современные хи-
мические элементы обе-
спечивают непрерывную
работу имплантированно-
го электростимулятора в
течение 2—3 лет. Специ-
альные источники пита-
ния, например изотопные,
способны продлить этот
срок до 10 и более лет.
Электростимулятор ы
смешанного типа состоят
из двух самостоятельных
частей — внешней и имп-
2
1 лантируемой. Внешняя
часть представляет собой
Рис. II—,17. Аппарат для электростимуляции аваль- высокочастотный ИМПуль-
ного сфинктера. сный генератор с антенной
в виде плоской катушки.
Излучаемый сигнал, имеющий обычно частоту несущих колебаний 1 —
2 МГц, принимается имплантированной приемной катушкой, соединен-
ной с детектором и электродами. Преимущество такой системы — отсут-
ствие имплантированного источника питания и, как следствие этого, ма-
лый вес и практически неограничеш-шй срок службы. Описанная кон-
струкция носит название радиочастотного стимулятора. Применяются
аналогичные системы и индукционного типа, передающие за счет индук-
тивной связи непосредственно низкочастотный импульс.
Недостаток радиочастотных и индукционных электростимуляторов —
трудность обеспечения стабильной связи между передающей и прием-
ной катушками. По этой причине такие стимуляторы находят ограни-
ченное применение.
1С:
§ 2. Аппарат для терапии диадинамическими токами
Аппарат для терапии диадинамическими токами «Тонус-1» разрабо-
тан ВНИИМП и выпускается Московским заводом ЭМА.
Основные технические данные аппарата: 9 видов тока (рис. II—18)
при наибольшем значении постоянной составляющей 50 мА (при нагруз-
ке 500 Ом); защитное устройство отключает цепь пациента при токе, пре-
вышающем установленный выходной ток на 5—15 мА; питание от сети
переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В, при отклонениях
84
1С
Г
а — двухполупериодный
полупериодный ритмичесз
полупериодный волновод
ВОЛ-)
a
Рис. II — 18. Виды тока аппарата «Тонус-1».
а — двухполупериодный непрерывный (ДН); б — однополупериодный непрерывный (ОН); в — одно-
полупериодный ритмический (ОР); г — короткий период (КП); д — длинный период (ДП); е — одно-
полупериодный волновой (ОВ); ж — двухполупериодный волновой (ДВ); з — однополупериодный
волновой (OB’); и — двухполупериодный волновой (ДВ1)-
—f-5%, —10% от номинала; потребляемая мощность не более 60 ВА; по
защите от поражения электрическим током аппарат выполнен по II клас-
су; габаритные размеры 430X160X380 мм; масса не более 9 кг.
Аппарат представляет собой генератор амплитудно-модулированных
импульсов с синусоидальным фронтом и экспоненциальным срезом с ча-
стотой повторения 50 или 100 Гц, а также их комбинаций.
Структурная схема аппарата.
ПЭ11ИРЦ-
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на рис.
II — 19 на вкладке (принципиальные электрические схемы отдельных
•блоков, см. рис. II — 20, 21, 22, 24, 25).
Блокгенератора (рис. II — 20 на вкладке) служит для преобра-
зования переменного напряжения вторичной обмотки силового транс-
форматора в модулированные по амплитуде синусоидальные импульсы,
поступающие затем на регулятор выходного тока.
Блок генератора собран на отдельной печатной плате и включает в
себя двухполупериодный выпрямитель, два модулятора, делитель часто-
ты сети, транзисторные ключи, интегрирующие цепочки, стабилизатор
напряжения питания блока. В блоке смонтированы также триггеры уст-
ройств автоматики и блокировки (см. ниже).
Синусоидальное напряжение со вторичной обмотки трансформатора
Тр (выводы 17—18 на рис. II— 19) через контакты 1, 6 разъема Ш1 пе-
чатной платы поступает в блок и выпрямляется диодами Д12 — Д15.
В зависимости от выбранного вида тока выпрямитель работает по двух-
или однополупериодной схеме. При видах тока ДН, КП, ДП, ДВ, ДВ ’,
катоды диодов Д12 и Д14 замкнуты, и на выходе выпрямителя создают-
ся синусоидальные импульсы частотой 100 Гц. При видах тока ОН, ОР,
ОВ и ОВ 1 катоды диодов Д12, Д14 разомкнуты, и частота импульсов
составляет 50 Гц. Коммутация диодов производится кнопочным пере-
ключателем на панели управления.
Первый модулятор (транзистор Т5) осуществляет амплитудную мо-
дуляцию синусоидальных импульсов, необходимую для формирования
серий различных видов тока.
Модулирующее напряжение создается преобразованием напряжения
питающей сети в прямоугольные импульсы, делением частоты этих им-
пульсов и последующим их интегрированием.
Синусоидальное напряжение со вторичной обмотки силового транс-
форматора (выводы 13, 14 на рис. II — 19) через контакты 3, 5 разъема
1111 подается на формирователь, представляющий собой триггер Шмит-
та (элементы Д1, R4, ДЗ, R5, Э1). Прямоугольные импульсы с вывода
8 микросхемы Э1 поступают на вход делителя частоты, собранного на
микросхемах Э2 — Э4. На выводах 8, 9 и И микросхемы Э4 создаются
прямоугольные импульсы скважностью 2 и периодом повторения соот-
ветственно 2,88 с, 5,76 си 11,52 с.
86
не более 60 ВА; по
!ыполнен по II клас-
г более 9 кг.
цю-модулированных
альным срезом с на-
ций.
а приведена на рис.
е схемы отдельных
служит для преобра-
гки силового транс-
(идальные импульсы,
плате и включает в
гора, делитель часто-
почки, стабилизатор
также триггеры уст-
ггки трансформатора
1, 6 разъема LH1 пе-
диодами Д12 — Д15.
;ль работает по двух-
КП, дп, ДВ, ДВ',
^прямителя создают-
видах тока ОН, ОР,
и частота импульсов
гея кнопочным пере-
лет амплитудную мо-
р для формирования
1ованием напряжения
гем частоты этих им-
ртки силового транс-
рнтакты 3, 5 разъема
собой триггер Шмит-
р импульсы с вывода
Ьтоты, собранного на
осхемы Э4 создаются
*юм повторения соот-
Импульсы с периодом повторения 5,76 с и 11,52 с через транзистор-
ные ключи (Т2, R6, R7, и ТЗ, Rll, R12, соответственно) поступают на
интегрирующие цепочки (R8—R10, С5 и R13—R15, С6 соответственно),
формирующие их фронт и срез. Диоды Д4, Д5 и Д6, Д7 обеспечивают
разделение цепей заряда и разряда конденсаторов 5, 6. Переменные
резисторы 9, 10 и 14, 15 позволяют регулировать длительность фронта
и среза модулирующих импульсов при настройке аппарата.
Модулирующие импульсы через соответствующие контакты кнопоч-
ного переключателя на панели управления и эмиттерный повторитель
на транзисторе Т4 поступают на вход первого модулятора — базу тран-
зистора Т5.
Коллектор транзистора Т5 через контакт 10 разъема Ш1 соединяется
с блоком переключателя, где происходит его коммутация. При видах
тока ДП и ДП коллектор через контакт 4 разъема Ш1 соединен с общей
точкой диодов Д14 и Д15. При остальных видах тока коллектор транзи-
стора Т5 через контакт 2 разъема Ш1 соединен с выходом выпрямителя
Д12 — Д15.
При поступлении модулирующих импульсов транзистор Т5 откры-
вается и, шунтируя нагрузку выпрямителя (регулятор выходного то-
ка— резистор 1—1, см. рис. II — 19), обеспечивает низкочастотную мо-
дуляцию синусоидальных импульсов.
Резисторы 19, 20 и диод Д8 являются элементами термостабили-
зации.
Второй модулятор на транзисторе Тб предназначен для отключения
выходного тока при срабатывании блокировочного устройства и устрой-
ства автоматики (описание работы этих устройств, в том числе их эле-
ментов, смонтированных в блоке генератора, см. ниже).
Питание блока генератора производится от стабилизатора напряже-
ния, регулирующим элементом которого является транзистор Т1.
Рис. II — 21. Принципиальная электрическая схема блока формирователя аппарата
«Тонус-1».
В блоке формирователя (см. рис. II — 21) срезу синусоидаль-
ных импульсов придается экспоненциальная форма. Блок формировате-
ля служит также для установки при настройке аппарата номинального
значения выходного тока.
Положительные синусоидальные импульсы с регулятора выходного
тока через контакты 6, 7 разъема П13 поступают в блок формирователя.
Благодаря достаточно малой постоянной времени цепи заряда на-
пряжение на конденсаторе 2 повторяет синусоидальный фронт входных
импульсов. Во время среза импульсов диод ДЗ закрывается, и разряд
конденсатора 2 происходит в основном через резистор 1, сопротивление
которого на порядок меньше входного сопротивления транзистора Т1.
Постоянная времени разряда выбрана такой, что при частоте следо-
87
вания 50 Гц ток каждого импульса спадает до нуля к началу фронта
следующего импульса. При частоте импульсов 100 Гц ток до нулевого
значения не спадает. В обоих случаях заметно увеличивается постоян-
ная составляющая тока.
Через эмиттерные повторители на транзисторах Т1 и Т2 сформиро-
ванные импульсы подаются на вход усилителя мощности. Эмиттерный
повторитель на транзисторе Т1 обеспечивает достаточно высокоомную
нагрузку для формирователя среза импульсов. Повторитель использует-
ся также для того, чтобы исключить искажение импульсов (отсечка сни-
зу) за счет нелинейности входных характеристик транзисторов. Для это-
го в цепь базы транзистора Т1 вводится стабилизированное положи-
тельное смещение. Напряжение смещения снимается с резистора 3 де-
лителя на резисторах 3, 7, 8, подключенного к выходу стабилитрона Д5.
Рис. II — 22. Принципиальная электрическая схема блока выходного аппарата «Тонус-1».
Напряжение смещения можно регулировать с помощью переменного
резистора 8. Питание на стабилитрон Д5 подается от отдельного выпря-
мителя (элементы Д6, СЗ, Д9).
Эмиттерный повторитель на транзисторе Т2 имеет выходное сопро-
тивление менее 1 кОм, что необходимо для термостабилизации выход-
ного каскада.
С помощью переменного резистора 5 регулируется величина напря-
жения на входе усилителя мощности, что позволяет устанавливать при
настройке аппарата номинальное значение выходного тока.
Эмиттерные повторители — транзисторы Т1 и Т2 питаются напряже-
нием, снимаемым со стабилитрона Д2.
В блоке смонтирован выпрямитель для питания выходного каскада
напряжением +210 В (диод Д1, конденсатор 1). Это напряжение, так
же как и сформированные импульсы, подается в выходной блок.
Выходной блок (рис. II — 22) включает в себя выходной кас-
кад, а также устройство защиты пациента от недопустимого увеличения
тока при аварийных ситуациях.
88
Выходной каскад представляет собой усилитель мощности на 5-ти
последовательно соединенных транзисторах Т2 — Тб. Каскад включен
по схеме с общим эмиттером в режиме Б. Применение 5-ти транзисто-
ров позволяет обеспечить их работу с рекомендуемым запасом как по
допустимому напряжению, так и по мощности. Это гарантирует безопас-
ную для пациента работу каскада даже при случайном выходе из строя
одного транзистора.
Базовый делитель напряжения на транзисторе Т1, резисторах 1—5
подключен к источнику питания выходного каскада и обеспечивает ста-
тический режим работы транзисторов Т2— Тб без их подбора по ко-
эффициенту усиления. Чтобы исключить протекание тока базового де-
лителя через цепь пациента, применена развязка в виде эмиттерного
Рис. II — 23. Нагрузочные характеристики аппарата «То-
нус-1» при различных положениях регулятора выходного
тока.
повторителя на транзисторе Tin диода Д1. Благодаря развязке при ну-
левом положении регулятора выходного тока (переменный резистор
1—1) ток пациента определяется только начальным током транзисторов
Т2 — Тб и не превышает 500 мкА.
Выходное сопротивление усилителя мощности достаточно велико и
нагрузочные характеристики аппарата в широком диапазоне нагрузок
близки к характеристикам генератора тока (рис. II — 23). Независи-
мость выходного тока от сопротивления представляет значительные
удобства при эксплуатации, так как изменения сопротивления тела в
процессе процедур не приводят к изменению тока через электроды.
Выходной ток измеряется магнитоэлектрическим миллиамперметром
мА (см. рис. II—19), установленным на панели управления аппарата.
В режиме ДН и ОН стрелка миллиамперметра, измеряющего постоян-
ную составляющую выходного тока, неподвижна. При остальных видах
тока из-за амплитудной модуляции стрелка миллиамперметра колеблет-
ся в такт с сериями импульсов.
Смонтированное в выходном блоке защитное устройство включает в
себя схему сравнения на транзисторах Т7, Т8, усилитель на транзисторе
T9, тиристорный ключ Д2 и исполнительное электромагнитное реле Р.
На базу транзистора Т7 с резистора 12, включенного в цепь выход-
ного тока, подается напряжение, пропорциональное этому току. На эмит-
тер транзистора Т7 через эмиттерный повторитель на транзисторе Т8
89
поступает напряжение, задающее порог срабатывания. Величина этого
напряжения определяется регулятором порога срабатывания — перемен-
ным резистором —2 (см. рис. II — 19), имеющим общую ось с регу-
лятором тока пациента — резистором R1—1.
С увеличением выходного тока напряжения, подаваемые на базу и
эмиттер транзистора Т7, увеличиваются, однако напряжение порога сра-
батывания больше, чем напряжение, пропорциональное выходному току,
и транзистор Т7 при исправном аппарате всегда закрыт.
В случае какой-либо неисправности, приводящей к увеличению вы-
ходного тока, напряжение, снимаемое с резистора 12 и подаваемое на
базу транзистора Т7, превышает напряжение на его эмиттере, и транзи-
стор Т7 открывается. Его ток создает на резисторе 14 напряжение, от-
крывающее транзистор T9. Ток этого транзистора в свою очередь со-
здает на резисторе 18 напряжение, открывающее тиристор Д2. Тирис-
тор включает реле Р, контакты которого 3, 4 разрывают цепь пациента,
а контакты 3, 5 закорачивают выход аппарата.
Диод ДЗ исключает чрезмерное повышение напряжения на аноде
тиристора Д2, которое может возникнуть при выключении реле Р.
Питание защитного устройства производится от отдельного выпря-
мителя на диоде Д4 и конденсаторе 2.
При заводской настройке или после ремонта порог срабатывания
устанавливается с помощью переменного резистора 21. Проверка ис-
правности защитного устройства и его регулировка производятся с по-
мощью переменного резистора 2 (см. рис. II —19), выведенного под
шлиц на дне аппарата. Этот резистор позволяет плавно увеличивать вы-
ходной ток аппарата, не изменяя порога срабатывания. Защитное уст-
ройство должно срабатывать при увеличении тока вида ДН на 10 + 5 мА.
В выходном блоке смонтирован резистор И, подключенный парал-
лельно выходу аппарата. Выходное напряжение с него подается на элек-
тронно-лучевую трубку, установленную на панели управления аппарата
для наблюдения за формой импульсов. Наличие резистора 11 позволяет
вести это наблюдение и в отсутствие пациента.
В выходном блоке находится также резистор 6, являющийся балласт-
ной нагрузкой для цепи питания сигнальной лампы Л1 (см. рис. II — 19).
Лампа питается от выпрямителя для выходного каскада и является ин-
дикатором включения питающей сети.
В аппарате имеется блокировочное устройство, исключаю-
щее ошибочное включение аппарата в сеть с невыведенной на нуль руч-
кой регулятора выходного тока. Блокировочное устройство включает в
себя смонтированный в блоке генератора триггер на двух схемах совпа-
дений микросхемы 35, второй модулятор —• на транзисторе Тб (см. рис.
II — 20), а также контакты процедурных часов У 2 и микропереключате-
ля В1, связанного с осью регулятора выходного тока (см. рис. II — 19).
При случайном включении в сеть аппарата с введенной ручкой регу-
лятора выходного тока контакты микропереключателя В1, связанного с
осью регулятора, разомкнуты. При этом на выходе триггера, собранного
на двух схемах совпадений микросхемы 35 (вывод 8 микросхемы), воз-
никает постоянный положительный потенциал. Этот потенциал перево-
дит транзистор Тб второго модулятора в режим насыщения, что приво-
дит к запиранию выходного каскада. Для подачи выходного тока необ-
ходимо перевести ручку регулятора тока в нулевое положение. При этом
контакты В1 замкнутся, и если процедурные часы заведены (контакты
У 2 замкнуты), то потенциал на выходе триггера близок к нулю. Транзи-
стор Тб второго модулятора при этом заперт и не шунтирует нагрузку
выпрямителя Д12— Д15. Запертое состояние транзистора Тб сохранит-
ся и при введении ручки регулятора тока.
Если в процессе работы аппарата произойдет перерыв в сетевом пи-
тании, то после появления напряжения сети триггер автоматики срабо-
90
тает, и ручку регулятора тока снова необходимо установить в нулевое
положение.
Для упрощения проведения процедуры в аппарате автоматизировано
постепенное снижение до нуля выходного тока по истечении заданного
времени процедуры.
Устройство автоматики состоит из триггера на двух схемах
совпадения микросхемы Э5, интегрирующей цепочки Д11, R23, R24, С7,
электронного ключа Т8, R25, R26, эмиттерного повторителя на транзи-
сторе 77 и второго модулятора на транзисторе Тб (см. рис. II —20), а
также контактов процедурных часов У2.
НМТ.
R14
82к
Ч(Г7
0,25
21
22
R15
цепь
Выход
Вход
Вход
19
18
0,25
Выход
общ, точка
Общ. тачка
КД105Г
Рис. II—24. Принципиальная электрическая схема блока питания аппарата
«Тонус-il».
При включении аппарата в сеть (ручка регулятора тока в нулевом
положении—контакты ВТ замкнуты) и заводе процедурных часов (кон-
такты У2 замкнуты) триггер устройства автоматики находится в таком
положении, при котором на выводе 3 микросхемы имеется положитель-
ный потенциал. При этом ключ-транзистор Т8 открыт, потенциал на
базе транзистора Т7 близок к нулю и транзистор Тб второго модулятора
заперт. При введении регулятора тока (размыкание контактов В1) это
состояние устройства автоматики не изменяется.
По возвращении стрелки процедурных часов в нулевое положение
контакты У 2 размыкаются, и триггер перебрасывается в положение, при
котором потенциал на выводе 3 микросхемы близок к нулю. При этом
ключ (транзистор Т8) закрывается, и конденсатор 7 начинает заряжать-
ся через резисторы 23, 24, 25. Постепенно увеличивающееся напряжение
на конденсаторе через эмиттерный повторитель (транзистор 77) подает-
ся на вход второго модулятора и постепенно переводит транзистор Тб
в режим насыщения. При этом происходит соответствующее уменьше-
ние выходного тока вплоть до запирания выходного каскада. Длитель-
ность процесса автоматического уменьшения до нуля выходного тока
составляет около 3 с.
Для уменьшения постоянной времени цепи разряда конденсатора 7
резистор 24 зашунтирован диодом Д11.
91
Диоды Д9 и ДЮ обеспечивают
взаимную развязку триггеров бло-
кировочного устройства и устрой-
ства автоматики.
Для создания напряжений на
электродах и вертикально-откло-
няющих пластинах электронно-лу-
чевой трубки, на отдельной плате
смонтирован блок питания
(рис. II — 24). Выпрямитель со-
бран по схеме удвоения на дио-
дах Д1 — Д4 и конденсаторах 1—
2, с резистивно-емкостным фильт-
ром R5 — R6, СЗ — С4.
Необходимые значения питаю-
щих напряжений создаются с по-
мощью делителя на резисторах
7—12. Фокусировка электронного
луча производится потенциомет-
ром 10, изменяющим напряжение
на первом аноде. Яркость элек-
тронного пятна устанавливается
потенциометром 12, регулирую-
щим напряжение на модуляторе.
Потенциал средней точки верти-
кально-отклоняющих пластин по
отношению ко второму аноду
устанавливается потенциомет-
ром 7.
Сигнал на вертикально-откло-
няющие пластины подается с вы-
хода аппарата через развязываю-
щие конденсаторы 7, 8.
Напряжение пилообразной
формы для развертки луча по го-
ризонтальной оси создается в
блоке фантастрона (рис.
II-—25). Блок фантастрона
включает в себя генератор линей-
но изменяющегося напряжения
(ЛИН), устройство запуска гене-
ратора ЛИН, усилитель и источ-
ник питания.
Генератор ЛИН собран на
транзисторах ТЗ — Т7 по фанта-
стронной схеме в заторможенном
режиме. Частота генератора оп-
ределяется постоянной времени
цепочки С9 — R19, R20 и состав-
ляет около 16 Гц. При этом на эк-
ране наблюдается 3—4 синусои-
дальных импульса. Регулировка
частоты производится перемен-
ным резистором 19. Транзистор Тб
обеспечивает термостабилизацию
генератора.
Запуск генератора ЛИН про-
изводится синусоидальным напря-
жением от питающ
та (транзисторы Т
Напряжение с 1
пряжения разверти
ров Т8 пТ 10 напре
СТИНЫ.
Для гашения Л’
ра транзистора Т5
конденсаторы 11, 1
Рис. п-:;
Выпрямитель j
риодной схеме на
прямитель для пи
те Д1 и резистивнее
Устройство
металлическом кс
ниевых уголков, с
парата кожух сна
быть использован
жения.
На панели уп
метр 1 для измер
ва — ручка 4 про>
в центре — экран
органического сте
ка 8 выключателе
ручка 6 переключи
На задней сте
розетки съемного
для смены предо>
происходить при
нителя при подкл
Для смены предо
что возможно тол
92
жением от питающей сети, преобразованным с помощью триггера Шмит-
та (транзисторы Tl, Т2) и дифференцирующей цепочки С8 — Rll, R12.
Напряжение с выхода генератора ЛИН поступает на усилитель на-
пряжения развертки (транзисторы Т8—Т10). С коллекторов транзисто-
ров Т8 пТ 10 напряжение поступает на горизонтально-отклоняющие пла-
стины.
Для гашения луча во время обратного хода напряжение с коллекто-
ра транзистора ТЗ через эмиттерный повторитель (транзистор Т11) и
конденсаторы 11, 12 поступает на модулятор электронно-лучевой трубки.
Рис. II — 26. Общий вид
аппарата «Тонус-1!». Объяснение в тексте.
Выпрямитель для питания генератора ЛИН собран по однополупе-
риодной схеме на диоде Д2 и П-образном фильтре С2, R.3, С5, С6. Вы-
прямитель для питания усилителя выполнен по мостовой схеме на мос-
те Д1 и резистивно-емкостном фильтре Cl, R1, СЗ, С4.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. II — 26) смонтирован в
металлическом кожухе, в который вставляется каркас из дюралюми-
ниевых уголков, соединенный с панелью управления. Для переноски ап-
парата кожух снабжен ручкой, которая при работе с аппаратом может
быть использована как подставка для придания ему наклонного поло-
жения.
На панели управления аппарата размещены: слева — миллиампер-
метр 1 для измерения постоянной составляющей выходного тока; спра-
ва— ручка 4 процедурных часов, ручка 5 регулятора выходного тока;
в центре — экран 3 электронно-лучевой трубки, защищенный маской из
органического стекла; внизу — кнопки 2 переключателя видов тока, руч-
ка 8 выключателя сети, глазок 7 индикаторной лампы включения сети,
ручка 6 переключателя полярности тока.
На задней стенке кожуха имеется окно для подключения кабельной
розетки съемного сетевого шнура к приборной вилке аппарата, а также
для смены предохранителя. Поскольку смена предохранителя должна
происходить при отключенном от сети аппарате, держатель предохра-
нителя при подключенном сетевом шнуре закрыт специальной шторкой.
Для смены предохранителя шторка должна быть сдвинута в сторону,
что возможно только при отключенном от аппарата сетевом шнуре. Та-
93
кая механическая блокировка исключает возможные ошибки обслужи-
вающего персонала.
В левой боковой стенке кожуха имеется отверстие для подключения
электродов к выходному гнезду. На нижней стенке кожуха сделано от-
верстие против оси переменного резистора для контроля работы защит-
ного устройства.
Рис. II — 27. Аппарат «Тонус-1» со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
Аппарат со снятым кожухом показан на рис. II—27. На каркасе в
правой части установлены трансформатор 10, узел ввода сети 1, выход-
ное гнездо 11. На горизонтальной панели установлены гнезда разъемов
печатных плат: платы 2 блока генератора, платы 4 выходного каскада,
платы 5 формирователя, платы 7 блока фантастрона, платы 8 блока
питания.
Печатные платы крепятся к каркасу с помощью винтов с головкой,
приспособленной для завинчивания и отвинчивания вручную. На печат-
ных платах предусмотрены контрольные штыри для проверки режимов
функциональных блоков при их изготовлении и ремонте.
На вертикальной гетинаксовой пластине 9 смонтированы электрон-
но-лучевая трубка 6,-регулятор выходного тока, кнопочный переключа-
тель видов тока, процедурные часы 3, переключатель полярности, вы-
ключатель сети и индикаторная лампа включения сети.
Комплект придаваемых к аппарату электродов показан па рис. II — 28. Плоский
электрод представляет собой свинцовую пластину 7, к которой припаян провод с одно-
полюсной вилкой 10. При проведении процедуры пластины вкладываются в карман
прокладки, сшитой из нескольких слоев байки. Для крепления пластины с прокладкой
используется резиновый бинт 1 с кнопочным фиксатором.
Для воздействия па ограниченные участки тела может применяться шарнирный
электрододержатель 4 с двумя чашечными электродами 5. Шаровые шарниры 2 под-
пружинены специальными плоскими шайбами, а плоские шарниры 3 стянуты винтами.
Моменты трепня в шарнирах достаточны для того, чтобы фиксировать положение рыча-
гов и втулок в любом заданном нм положении. Чашечный электрод имеет в пластмас-
совой чашке графитовый вкладыш, соединенный с однополюсной вилкой. Вкладыш
является собственно электродом и сверху закрывается многослойной байковой проклад-
кой 6.
94
Чашечные электроды меньших размеров 8 могут также использоваться совместно
с одинарным и двойным электрододержателем 9. Двойной держатель имеет два паза,
которые позволяют в небольших пределах регулировать расстояние между электрода-
ми. Фиксация электродов производится вручную гайками.
Аппарат выполнен по классу II защиты от поражения электрическим
током и не требует при эксплуатации защитного заземления (см. главу
Рис. II — 28. Комплект придаваемых к аппарату «Тонус-1» электродов и электродо-
держателей. Объяснение в тексте.
VI). Поскольку корпус аппарата металлический, то все детали сетевой
цепи имеют двойную или усиленную изоляцию. Трансформатор установ-
лен на изоляционной плате, тумблер включения сети смонтирован на ге-
тинаксовой плате под панелью управления. Ручка тумблера снабжена
дополнительной изоляцией в виде выходящей на панель управления
пластмассовой вставки. Все монтажные провода сетевой цепи помещены
в трубки из полихлорвинила.
Чтобы исключить соединения сетевых проводов с незаземленным
корпусом при их случайном обрыве в месте присоединения к сетевому
тумблеру, корпус тумблера закрыт специальной крышкой из изоляци-
онного материала.
Подготовка аппарата к работе и проведение про-
цедур. Установив выключатель сети в положение «Выкл.», а регуля-
тор тока в нулевое положение, аппарат с помощью съемного сетевого
шнура подключают к питающей сети с напряжением 220 В. Переводят
выключатель сети в положение «Вкл.», при этом должен загореться
индикатор включения сети и появиться линия развертки на экране
осциллографической трубки.
Смочив электродные прокладки, согласно назначению врача, в теп-
лом физиологическом растворе или в растворе лекарственного вещест-
ва, вкладывают в их карманы пластинчатые электроды. Накладывают
электроды с прокладками на подвергаемую воздействию часть тела и
закрепляют их с помощью резиновых ремней и кнопок. Затем подклю-
чают к вилкам электродов гнезда шнура. Вилку шнура вставляют в вы-
ходное гнездо аппарата.
95
При использовании чашечных электродов их укрепляют на электро-
додержателе и вкладывают в электроды увлажненные цилиндрические
прокладки. Затем подключают к электродам соединенный с выходом
аппарата шнур. Во время процедуры электрододержатель удерживает-
ся медицинским персоналом в необходимом положении относительно
тела пациента.
Установив назначенные направления и вид тока, поворачивают руч-
ку процедурных часов вправо до упора, а затем ее переводят в положе-
ние, соответствующее длительности процедуры. Плавно поворачивая
ручку выходного тока, устанавливают необходимый для данной процеду-
ры ток.
При необходимости изменить в процессе процедуры направление или
вид тока необходимо предварительно вывести в нулевое положение ре-
гулятор тока. По окончании процедуры следует вывести регулятор тока
в нулевое положение, отключить и снять с пациента электроды, выклю-
чить сетевое питание.
§ 3. Аппарат для терапии модулированными
синусоидальными токами
В качестве примера аппарата для терапии модулированными сину-
соидальными токами рассмотрим модель, выполненную на транзисто-
рах — «Амплипульс-4».
Основные технические данные аппарата: частота синусоидальных
колебаний 5 кГц; частоты модулирующих колебаний 30, 50, 70, 100,
Период
модулир. час\
Род работы 1
Непрерывные модулированные колебания
Несущая частота 5000 Гц
Модуляция
100%
Рис. II — 29. Формы выходного тока аппарата «Амплипульс-4» при различных родах
работы.
150 Гц; дискретно устанавливаемый коэффициент модуляции 0, 50,
75, 100% и режим перемодуляции с паузами, составляющими
20—40% от периода; среднеквадратическое значение тока в выходной
цепи плавно регулируется от нуля до 80 мА при сопротивлении на-
грузки 250 Ом и до 30 мА при сопротивлении нагрузки 1 кОм;
96
аппарат обеспечивает 4 рода работы (рис. П — 29); выходной ток при
всех родах работы может подаваться в выпрямленном режиме с поло-
жительной или отрицательной полярностью; питание от сети перемен-
ного тока частотой 50 Гц, напряжением 127 В + 10% или 220 В+ 10%;
потребляемая из сети мощность не более 40 ВА; аппарат выполнен по
классу II защиты от поражения электрическим током; габаритные раз-
меры 408 X 179X393 мм; масса аппарата 7,5 кг (в футляре с комплек-
том электродов— 11,2 кг).
Аппарат представляет собой источник амплитудно-модулированных
синусоидальных колебаний частотой 5 кГц, используемых для лечеб-
ного воздействия на ткани организма.
Структурная схема аппарата приведена ниже.
Блок питания
Генератор средней частоты создает синусоидальные колебания часто-
той 5 кГц. В модуляторе происходит амплитудная модуляция этих
колебаний напряжением, создаваемым генератором низкой частоты.
Модулированное напряжение поступает на усилитель и затем в выход-
ную цепь. Электронный коммутатор осуществляет 4 различных рода
работы, представляющих собой чередование разных видов тока. Изме-
ритель тока позволяет контролировать среднеквадратическое значение
тока в выходной цепи. Блок питания обеспечивает необходимыми на-
пряжениями все блоки аппарата.
Принципиальные электрические схемы блоков аппарата и их соеди-
нений приведены на рис. II — 30-HI — 33. Колебания средней
частоты (5 кГц) создаются генератором, собранным по
LC-схеме на транзисторе Т2 с автотрансформаторной обратной связью
(см. рис. II — 30 на вкладке). Колебательный контур образован индук-
тивностью 1, представляющей собой катушку на карбонильном сердеч-
нике, и конденсатором 2. В цепь эмиттера включен резистор 7, создаю-
щий отрицательную обратную связь на частоте колебаний, что повыша-
ет стабильность генератора, улучшает форму колебаний. Стабилитрон
Д2 стабилизирует коллекторное напряжение на транзисторе Т2. Часть
напряжения генератора, усиленного каскадом на транзисторе Т5, снима-
ется с потенциометра 60 и подается на модулятор.
Для обеспечения низкочастотной модуляции колебаний с частотой
5 кГц в аппарате имеется генератор, создающий ко-
лебания на фиксированных частотах 30, 50, 70 100 и
150 Гц. Генератор собран по схеме моста Вина. Плечи моста образо-
ваны фазирующей цепью и цепью обратной связи. Фазирующая цепь
включает в себя конденсаторы 32, 33 и резисторы 75—84, коммутируе-
мые кнопочным переключателем В5 «Частота Hz» (см. рис. II — 31).
Цепь обратной связи — термистор R10, переменный резистор 57, рези-
стор 5 и переходный конденсатор 5. Усилитель, вход которого включен
в диагональ моста Вина, выполнен на трех транзисторах Т1, ТЗ, Т4
с непосредственной связью между каскадами.
С выхода усилителя напряжение низкой частоты через переходной
конденсатор 10 подается на делитель напряжения — резисторы 18, 59
У 1471
97
(см. рис. II—30)
В2. «Модуляция
снимаемого с де«;
ной цепи усилите
ведена под шлип
переключателя В
ра совмещается к
Рис. II —33.
Модулято
ственно модуля
стоты через ко{
дается модулир?
чен резистор 24
лятора. Напряж
с низкой частоте
На базу трат
грузкой, в кота
этой частоты, я
ст и 2, конденсат!
Для получен
pa Тб усилителя
жение питания
ностью запирае
лекторе, т. е. во>
Цепочка см
автоматическое
С выхода мс
31 и 856 (см. pi
ступает на выхс
«Ток» плавно pi
довательно, и т
дится с помощи
замыкается цеп
(см. рис. II — 3
резистор 31 в 1
этом номиналы
80 мА. Одновр
с миллиамперм
62), увеличивая
Индикация
осуществляется
Переключение
7*
(см. рис. II—30) и 71—74, коммутируемые кнопочным переключателем
В2. «Модуляция %» (см. рис. II — 31). Для калибровки напряжения,
снимаемого с делителя и определяющего глубину модуляции, в выход-
ной цепи усилителя включен переменный резистор 59, ось которого вы-
ведена под шлиц на панель управления. В положении «Калибровка»
переключателя В2 с помощью этого резистора стрелка миллиампермет-
ра совмещается с контрольной риской на его шкале.
Рис. II — 33. Схема электрических соединений аппарата «Амплипульс-4».
^Модулятор включает в себя усилитель низкой частоты и соб-
ственно модулятор. На базу транзистора Тб — усилителя низкой ча-
стоты через корректирующую цепь (конденсатор 13, резистор 19) по-
дается модулирующее напряжение. В коллекторе транзистора Тб вклю-
чен резистор 24, через который питается также и транзистор Т7 моду-
лятора. Напряжение питания модулятора изменяется при этом в такт
с низкой частотой.
На базу транзистора Т7 подается напряжение с частотой 5 кГц. На-
грузкой, в которой выделяются усиленные модулированные колебания
этой частоты, является колебательный контур — катушка индуктивно-
сти 2, конденсатор 17.
Для получения режима перемодуляции эмиттерная цепь транзисто-
ра Тб усилителя питается напряжением, превышающим на 10 В напря-
жение питания эммиттера транзистора Т7 модулятора. Диод ДЗ пол-
ностью запирает транзистор при положительном напряжении на кол-
лекторе, т. е. во время пауз между колебаниями.
Цепочка смещения — резистор 27, конденсатор 16 обеспечивает
автоматическое увеличение глубины модуляции в цепи коллектора. ..,
С выхода модулятора через делитель напряжения на резисторах 30,
31 и 856 (см. рис. II-—31 на вкладке) модулированное напряжение по-
ступает на выходной усилитель. С помощью переменного резистора 856
«Ток» плавно регулируется подаваемое на усилитель напряжение, а сле-
довательно, и ток в выходной цепи. Ступенчатая регулировка произво-
дится с помощью переключателя В4. При нажатии кнопки «Диапазон»
замыкается цепь питания электромагнитного реле постоянного тока Р2
(см. рис. II — 30). При включении реле его контакты 1—2 закорачивают
резистор 31 в цепи делителя напряжения на выходе модулятора. При
этом номинальная величина выходного тока увеличивается с 20 до
80 мА. Одновременно контакты 4—5 реле включают последовательно
с миллиамперметром большее добавочное сопротивление (резисторы 42,
62), увеличивая тем самым и предел измерения с 20 до 80 мА.
Индикация о включенном диапазоне тока ц пределе его измерения
осуществляется с помощью сигнальных ламп Л2, ЛЗ (см. рис. II—31).
Переключение ламп производится контактами реле Р2 (см. рис. II—30),.
7*
99
Срабатывание реле Р2 может происходить только при нулевом по-
ложении регулятора выходного тока «Ток» (резистор 856 на рис. II—31)
и не может происходить при других его положениях. Это обеспечивает-
ся включением в цепь питания обмотки реле Р2 переменного резисто-
ра 85а (см. рис. II—31), имеющего общую ось с резистором 856. При
выведении ручки «Ток» из нулевого положения напряжения питания
(24 В) недостаточно, чтобы включить реле Р2, последовательно с об-
моткой которого включена часть резистора 85а.
После срабатывания реле его контакты 10—11 блокируют резистор
85а, поэтому при введении ручки «Ток» реле остается включенным.
В случае, если произойдет перерыв в сетевом питании, или аппарат
будет выключен из сети при введенной ручке «Ток», повторное вклю-
чение диапазона 80 мА возможно только после выведения ручки «Ток»
в нулевое положение. Этим исключается скачок тока в выходной цепи
при переключении диапазонов тока.
Выходной усилитель (см. рис. II—30) собран по двухкаскад-
ной схеме с трансформаторным выходом. Первый каскад (эмиттерный
повторитель на составном транзисторе Т8, Т13) обеспечивает согласо-
вание выходного сопротивления модулятора с входным сопротивлением
усилителя. Со вторичной обмотки трансформатора Тр1, первичная об-
мотка которого является нагрузкой первого каскада, напряжение по-
дается на вход двухтактного оконечного каскада (транзисторы Т14,
Т15). Каскад работает в режиме АБ с внешним смещением на базах
транзисторов для уменьшения искажений при малых сигналах. В кол-
лекторную цепь транзисторов включен выходной трансформатор Тр4,
вторичная обмотка которого питает цепь пациента. Трансформатор
обеспечивает разделение цепи пациента от цепей питания и имеет уси-
ленную изоляцию между обмотками.
Измерение среднеквадратического значения тока в выходной цепи
производится с помощью измерительного устройства, на выходе кото-
рого включен миллиамперметр ИП1.
Измерительное устройство представляет собой включен-
ный в выходную цепь повышающий трансформатор Тр2, вторичная
обмотка которого питает выпрямительный мост на диодах Д5—Д8. Из-
мерение производится на одном из двух диапазонов —20 и 80 мА. Как
уже указывалось, их переключение производится одновременно с пере-
ключением диапазона тока, коммутацией добавочных сопротивлений
к миллиамперметру (резисторы 40, 61 и 42, 62). Переменные резисто-
ры 61 и 62 позволяют производить калибровку шкалы при настройке
аппарата.
Измерительное устройство используется также для калибровки ко-
эффициента модуляции. Выпрямленное модулированное напряжение ча-
стотой 5 кГц подается через диод Д9 на конденсатор 25. Конденсатор
заряжается до амплитуды этого напряжения. При глубине модуляции
100% напряжение на конденсаторе 25 будет равно двойной амплитуде
низкочастотной огибающей, т. е. будет характеризовать глубину моду-
ляции. Стрелка миллиамперметра, подключенного кнопкой «Калибров-
ка» переключателя В2 (см. рис. II—31) к цепи конденсатора 25, долж-
на при этом устанавливаться на калибровочную риску (80 мА). Под-
гонка под риску производится с помощью переменного резистора 63.
Режим работы сериями колебаний осуществляется коммутатором.
Коммутатор включает в себя триггер, управляющий электромагнит-
ным реле Р1, которое и производит необходимую коммутацию. Перио-
дический запуск триггера обеспечивается сравнивающим устройством,
а выбор необходимых длительностей работы и паузы и вида тока —
кнопочными переключателями на панели управления.
Симметричный триггер собран на двух транзисторах T9 и Т10 (см.
рис. II—30). В качестве коллекторной нагрузки транзистора T9 вклю-
100
чена обмотка реле Р1. К коллекторным выходам триггера через диоды
ДП и Д15 подключен конденсатор 34, время заряда и разряда которого
определяет длительность включения и выключения реле Р1, а следова-
тельно, и длительность серий и пауз выходного тока.
В то время когда транзистор T9 открыт, потенциал на его коллек-
торе, а также на левой (соединенной с коллектором T9 через диод ДП)
обкладке конденсатора 34 близок к нулю. Диоды Д16, Д17, соединяю-
щие обкладку конденсатора со схемой сравнения, заперты, так как
на их аноды подается отрицательное опорное напряжение схемы сравне-
ния (делитель на резисторах 52, 53).
Транзистор Т10 заперт, поэтому отрицательным напряжением на его
коллекторе заперт и диод Д15.
В рассматриваемый момент времени реле Р1 включено, и конден-
сатор 34 заряжается от источника постоянного напряжения минус 24 В
через цепочку резисторов 66, 68, 70 (см. рис. II—31). После того как
напряжение на правой обкладке конденсатора станет равным опорному,
откроются диоды Д17, Д18, а также транзисторы Т11 и Т12 схемы
сравнения. В результате на первичной обмотке трансформатора ТрЗ,
являющегося коллекторной нагрузкой транзистора Т12, появится им-
пульс. Через диоды Д13, Д14 импульс поступает на входы триггера,
переводя его в другое положение. При этом транзистор T9 запирается,
и реле Р1 обесточивается, а транзистор Т10 открывается, и потенциал
правой обкладки конденсатора 34, изменяясь скачком, становится
близким к нулю. Так как конденсатор 34 был заряжен до опорного
напряжения (минусом на правой обкладке), то напряжение на левой
обкладке также скачком становится равным опорному напряжению со
знаком плюс (+). Конденсатор 34 начинает перезаряжаться от источ-
ника минус 24 В через резисторы 65, 67, 69 (см. рис. II—31).
Этот процесс повторяется. Длительность периодов включения и вы-
ключения реле Р1, устанавливающего своими контактами режим коле-
баний, определяется положением кнопок переключателя В1 «Длитель-
ность S». С помощью этого переключателя коммутируются резисторы
в цепи заряда конденсатора 34, и длительности включения и выключе-
ния реле Р1 могут быть установлены равными соответственно 1—1,5;
2—3 или 4—6 с.
Выбор одного из четырех возможных режимов подачи тока произ-
водится с помощью переключателя В6 «Род работы» (см. рис. II—31).
При включении кнопки «/» этого переключателя разрывается цепь пита-
ния коммутатора, и реле Р1 обесточивается. В связи с этим в выходной
цепи аппарата имеет место непрерывный режим колебаний с произволь-
но выбранной частотой и глубиной модуляции.
При использовании рода работы II (кнопка «II» переключателя В6
«Род работы») замыкаются контакты в цепи, закорачивающей выводы
1—2 катушки индуктивности 1 генератора средней частоты (см. рис.
II—30). В эту цепь включены также нормально-разомкнутые контакты
1—3 реле Р1. При срабатывании реле колебания генератора средней
частоты срываются, и ток в выходную цепь не поступает — возникает
пауза. Длительность периода работы и паузы определяется положением
переключателя В1 «Длительность S».
При включении кнопки «III» переключателя «Род работы» замыка-
ются контакты в цепи, соединяющей вход модулятора с делителем моду-
лирующего сигнала. При срабатывании реле Р1 замыкаются его нор-
мально-разомкнутые контакты 4—5, также включенные в эту цепь, и
вход модулятора соединяется с нижним плечом делителя. Модулирую-
щее напряжение при этом не подается (модуляция 0%). Таким образом,
при использовании рода тока III колебания с произвольно выбранной
частотой и глубиной модуляции чередуются с немодулированными ко-
лебаниями произвольной частоты.
101
Род работы IV (нажата кнопка «/V» переключателя В6 «Род рабо-
ты») характеризуется чередованием колебаний с произвольной частотой
и глубиной.модуляции с колебаниями частотой 150 Гц (при той же глу-
бине модуляции). Это достигается попарным закорачиванием исполь-
зуемых контактов кнопки «150» переключателя В5 «Частота Hz» (см.
рис. II — 31). Помимо контактов кнопки «IV» переключателя В6, в зако-
рачивающую цепь включены также нормально-разомкнутые контакты
7—9 и 10—12 реле Р1 (см. рис. II—30). Таким образом, колебания
с частотой 150 Гц создаются в то время, когда реле Р1 включено.
С помощью переключателя ВЗ «Режим» может быть установлен вы-
прямленный выходной ток любой полярности. В качестве выпрямителя
применен мост на диодах Д21—Д24 (см. рис. II—31).
Блок питания аппарата (см. рис. II—32) включает в себя
два стабилизированных источника напряжением 24 и 10 В, а также не-
стабилизированный источник напряжением 20 В.
Источник напряжения 24 В имеет в своем составе двухполупериод-
ный выпрямитель на диодах Д1, Д2 .с фильтровым конденсатором 8.
Регулирующий элемент — составной транзистор Т5 и Т2. Опорное на-
пряжение создается стабилитронами Д7, Д8; усилитель постоянного
тока в цепи обратной связи собран на транзисторе Т4. Каскад на тран-
зисторе ТЗ — согласующий. От этого источника питаются генераторы
низкой и средней частоты, модулятор, коммутатор, а также эмиттерный
повторитель выходного усилителя.
Источник напряжения 10 В имеет двухполупериодный выпрями-
тель— диоды Д6, ДИ, фильтровой конденсатор 5. Регулирующий эле-
мент— транзистор Т1,ъ цепи базы которого включен источник опорного
напряжения — стабилитрон Д4. Для питания стабилитрона используется
дополнительный выпрямитель (диоды Д5, ДЮ, конденсатор 4), напря-
жение которого складывается с основным. От этого источника питаются
коммутатор и модулятор.
Нестабилизированный источник 20 В состоит из выпрямителя, со-
бранного по мостовой схеме на диодах Д14 — Д17 и конденсаторе 9. От
этого выпрямителя питается выходной каскад усилителя.
Питание аппарата от сети производится через силовой трансформа-
тор Тр1, в первичной обмотке которого установлен двухполюсный вы-
ключатель В7 «Сеть». Первичная обмотка имеет по отношению ко вто-
ричным усиленную изоляцию и секционирована для питания напря-
жением 127 илн 220 В. Схема соединений в аппарате показана на
рис. II—33.
Устройство аппарата. Настольный корпус аппарата (рис.
II—34) имеет каркас из литых деталей, закрытый съемными стенками.
Для удобства переноски на каркасе укреплена ручка, которая может
использоваться как подставка при эксплуатации аппарата.
На передней панели расположены: справа — кнопка 1 «Диапазон»
переключения пределов выходного тока и шкал измерительного прибора,
индикаторы 17 диапазонов тока, кнопка 2 «Пациент отключен — конт-
роль» для проверки работы аппарата, кнопка 3 «Электроды» для вклю-
чения выходной цепи, индикатор 4 включения выходной цепи, выходное
гнездо 5, измерительный прибор 16, ручка 6 «Ток» регулятора выходного
тока; слева — кнопка 12 «Сеть» включения и выключения сети, держа-
тели 11 предохранителей, приборные вилки 10 со шторкой для подклю-
чения съемного сетевого шнура при напряжениях сети 127 и 220 В, кноп-
ки 13 переключателя «Род работы», потенциометр 9 «Калибровка» для
установки номинала коэффициента модуляции; в центре — кнопки 15
Переключателя «Режим» для выбора вида тока — переменного или вы-
прямленного с определенной полярностью, кнопки 14 переключателя
«Длительность S» для установки одной из трех длительностей серий и
пауз, кнопки 8 «Частота Hz» для установки одной из пяти частот моду-
1’02
геля В6 «Род рабо-
шзвольной частотой
'ц (при той же глу-
эачиванием исполь-
«Частота Hz» (см.
ючателя В6, в зако-
эмкнутыс контакты
эбразом, колебания
е Р1 включено.
>ыть установлен вы-
чествс выпрямителя
)
!) включает в себя
и 10 В, а также не-
1ве двухполупериод-
ч конденсатором 8.
и Т2. Опорное на-
литель постоянного
Т4. Каскад на тран-
гтаются генераторы
а также эмиттерный
риодпый выпрями-
Регулирующий эле-
н источник опорного
итрона используется
денсатор 4), напря-
источника питаются
[з выпрямителя, со-
; конденсаторе 9. От
теля.
иловой трансформа-
[ двухполюсный вы-
> отношению ко вто-
гля питания напря-
гарате показана на
пус аппарата (рис.
съемными стенками,
чка, которая может
[арата.
юпка 1 «Диапазон»
рительного прибора,
гг отключен — конт-
ектроды» для вклю-
хной цепи, выходное
згулятора выходного
очения сети, держа-
торкой для подклю-
ги 127 и 220 В, кноп-
9 «Калибровка» для
центре—кнопки 15
геременного или вы-
14 переключателя
ительностей серий и
гз пяти частот моду-
ляции, а также кнопки 7 «Модуляция %» для установки глубины моду-
ляции и ее калибровки.
Электрическая часть аппарата выполнена в виде трех соединенных
разъемами и жгутами блоков: блока генератора, блока коммутирующего
устройства и блока питания. Блок генератора смонтирован, в основном,
па печатных платах, укрепленных на шасси. Блок питания имеет от-
дельное шасси, которое вставляется в аппарат сверху.
Рис. II — 34. Общий вид аппарата «Амплипульс-4». Объяснение в тексте.
Для обеспечения требований, предъявляемых к аппаратам II класса
защиты от поражения электрическим током, ряд узлов и деталей имеют
дополнительную изоляцию (панель управления, ручка потенциометра),
В комплект аппарата входят: футляр для переноски аппарата с набором принад-
лежностей; 5 пар пластинчатых электродов с прокладками (250X70 мм, 200X150 мм,
150 X ЮО мм, 125X 80 мм, <100X 60 мм); 2 пары круглых электродов с прокладками
(диаметром 24 и 48 мм); три шпура для присоединения круглых и пластинчатых элек-
тродов, а также для перехода с круглого электрода на пластинчатый; два держателя
электродов (двойной и одинарный) и держатель с прерывателем.
Подготовка к работе и управление аппаратом при
проведении процедур. До включения аппарата в сеть устанавли-
вают ручку «Ток» в крайнее левое, а кнопку «Сеть» в отжатое положе-
ние, включают на переключателе «Род работы» кнопку «1», на переклю-
чателе «Режим» — кнопку невыпрямленпого режима работы, на пере-
ключателе «Частота Hz» — кнопку «100», на переключателе «Модуля-
ция %» — кнопку «100», на переключателе «Диапазон — контроль-
электроды»— кнопку «Контроль». Затем подключают розетку сетевого
шпура к одной из приборных вилок на панели в зависимости от напря-
жения питающей сети (предварительно надо отодвинуть в сторону
шторку).
Нажав кнопку «Сеть», включают сетевое напряжение, при этом
должна загореться лампа индикатора диапазона тока «20». Поворачивая
по часовой стрелке ручку «Ток», устанавливают показания прибора
20 мА, затем, выведя ручку влево до упора и нажав кнопку «Диапазон»
103
(при этом должна загореться лампа индикатора «80»), устанавливают
ручкой «Ток» на приборе ток 80 мА.
После этого производят калибровку коэффициента модуляции. Для
этого на переключателе «Модуляция, %» нажимают кнопку «Калибров-
ка» и потенциометром с таким же названием совмещают стрелку прибо-
ра с риской на середине калибровочного сектора.
Для окончательной проверки работоспособности аппарата устанав-
ливают род работы «II» и, введя ручку «Ток», убеждаются в том, что
стрелка прибора периодически отклоняется от нулевого положения.
Для проведения процедуры к выходному гнезду подключают шнур,
соединенный с выбранными электродами (при подключении электродов
ручка «Ток» должна быть выведена влево до упора, и должна быть на-
жата кнопка «Контроль — пациент отключен»). Затем, установив необ-
ходимый род и режим работы, а также параметры модуляции, включают
кнопку «Электроды» (при этом должна загореться лампа индикатора
включения электродов).
Устанавливают необходимую величину тока и проводят процедуру.
Отсчет значения тока по прибору производят по его шкале, соответ-
ствующей включенному диапазону «20» или «80». При необходимости
переключить диапазон тока с «20» на «80» следует вначале вывести руч-
ку «Ток» в крайнее левое положение. В противном случае переключение
не произойдет.
По окончании процедуры ручку «Ток» выводят в крайнее левое по-
ложение и нажимают кнопку «Контроль — пациент отключен».
§ 4. Аппарат для электросна
Аппарат для электросна «Электросон-4Т» разработан и выпускается
Московским заводом ЭМА.
Основные технические данные: наибольшая амплитуда импульсного
напряжения 50 В (при нагрузке 5 кОм); длительность импульсов 0,5 мс;
частота следования импульсов на I поддиапазоне — 5—30 Гц, на II под-
диапазоне— 25—150 Гц; форма импульсов близка к прямоугольной;
суммарная длительность фронта и среза не превышает 0,1 мс; наиболь-
шая величина дополнительной постоянной составляющей тока 0,5 мА
(при нагрузке 5 кОм); амплитуда импульсов, а также дополнительная
постоянная составляющая измеряются с приведенной погрешностью не
более 15%; коэффициент пульсации в цепи дополнительной постоянной
составляющей не превышает 1%; питание от сети переменного тока
частотой 50 Гц напряжением 220 В + 10%; потребляемая аппаратом
мощность не более 10 ВА; по защите от поражения электрическим током
аппарат выполнен по II классу защиты; габаритные размеры 255\180Х
Х120 мм; масса (с комплектом электродов) не превышает 3 кг.
Принципиальная • электрическая схема аппарата приведена на
рис. II—35. Аппарат состоит из трех смонтированных на раздельных
печатных платах основных блоков: блока генератора и усилителей, бло-
ка измерителя, блока питания.
Генератор импульсов представляет собой мультивибратор, собран-
ный на транзисторах Tl, Т2. С помощью переключателя В2 (ручка «Ча-
стота») переключаются времязадающие конденсаторы 1, 2—3, 4, чем до-
стигается изменение диапазона регулирования частоты следования
импульсов. На I диапазоне (положение «30» ручки «Частота») включены
конденсаторы 3, 4 и частота следования регулируется в пределах 5—
30 Гц. На II диапазоне (положение «150» ручки «Частота») включены
конденсаторы 1, 2 и частота следования регулируется в пределах 25—
150 Гц. Плавная регулировка частоты следования в пределах каждого
диапазона обеспечивается переменным резистором 14, изменяющим по-
тенциал на базе транзисторов.
104
„ Пациент"
30»), устанавливают
нта модуляции. Для
г кнопку «Калибров-
цают стрелку прибо-
и аппарата устанав-
ждаются в том, что
:вого положения.
/ подключают шнур,
слючении электродов
I, и должна быть на-
тем, установив необ-
юдуляции, включают
я лампа индикатора
проводят процедуру,
з его шкале, соответ-
При необходимости
вначале вывести руч-
случае переключение
в крайнее левое по-
г отключен».
аботан и выпускается
плитуда импульсного
сть импульсов 0,5 мс;
-5—30 Гц, на II под-
:а к прямоугольной;
дает 0,1 мс; наиболь-
ляющей тока 0,5 мА
акже дополнительная
ной погрешностью не
нительной постоянной
:ти переменного тока
зебляемая аппаратом
I электрическим током
:е размеры 255\180Х
!ышает 3 кг.
арата приведена на
анных на раздельных
»ра и усилителей, бло-
штивибратор, собран-
[ателя В2 (ручка «Ча-
оры 1, 2—3, 4, чем до-
частоты следования
«Частота») включены
|уется в пределах 5—
«Частота») включены
/елся в пределах 25—
я в пределах каждого
и 14, изменяющим по-
Рис. Ц —35. Принципиальная электрическая схема аппарата «Электросон-4Т»,
С выхода мультивибратора прямоугольные импульсы после диффе-
ренцирования (цепочка С5—Rll, R3) поступают на вход ограничителя-
формирователя, собранного на транзисторе ТЗ. С помощью этого каска-
да из отрицательных пиков, снимаемых с выхода дифференцирующей
цепочки, создаются практически прямоугольные импульсы длительно-
стью 0,5 мс. Прямоугольные импульсы усиливаются каскадом на тран-
зисторе Т4 и выходным усилителем на транзисторе Т5.
С коллекторной нагрузки выходного усилителя — переменного рези-
стора 19 импульсное напряжение через разделительный конденсатор 8
подается на выходное гнездо «Пациент». Ось резистора 19 выведена на
панель управления (ручка «Ток пациента»), что позволяет плавно регу-
лировать ток через пациента. Стабилитрон ДЗ обеспечивает ограничение
наибольшей амплитуды импульсов до 50 В.
В цепь выходного тока включен резистор 27. Падение напряжения
на этом резисторе, пропорциональное амплитуде импульсов тока, по-
дается в блок измерителя. Измеритель представляет собой пиковый де-
тектор, напряжение которого модулирует по амплитуде колебания авто-
генератора. После усиления высокочастотные колебания детектируются,
и постоянная составляющая, пропорциональная амплитуде импульсов
в цепи пациента, измеряется миллиамперметром.
Пиковый детектор собран на диоде Д4 и конденсаторе 12. С нагруз-
ки детектора — делителя на резисторах 20,21,28 постоянное напряжение
поступает на последовательно включенные стабилитроны Д5, Д6. Ста-
билитроны используются в качестве варикапов в цепи обратной связи
автогенератора, собранного на транзисторе Тб. Амплитуда колебаний
с частотой 100 кГц, создаваемых автогенератором, определяется напря-
жением обратной связи, которое создается высокочастотным трансфор-
матором (L1—L2) и через емкостной делитель, образуемый стабилитро-
нами Д5, Д6, подается в цепь базы транзистора Тб.
При изменении напряжения на выходе пикового детектора изменя-
ются емкость стабилитрона Д5 и соответственно напряжение обратной
связи генератора. Благодаря этому устанавливается близкая к линей-
ной зависимость между амплитудой импульсов в цепи пациента и напря-
жением высокочастотных колебаний автогенератора. Высокочастотное
напряжение усиливается каскадами, собранными на транзисторах Т7,
Т8 и детектируется (диоды Д7, Д8, конденсатор 15). Нагрузкой детек-
тора является измерительный прибор ИП. С помощью переменного ре-
зистора 17 производится калибровка прибора в значениях амплитуды
импульсов в цепи пациента (конечное значение шкалы—10 мА).
Установка нуля прибора производится переменным резистором 32,
включенным в эмиттерную цепь транзистора высокочастотного гене-
ратора.
Помимо генератора импульсного напряжения, аппарат имеет регули-
руемый источник постоянного тока для создания в выходной цепи до-
полнительной постоянной составляющей, усиливающей в ряде случаев
эффективность импульсного тока. Постоянное напряжение создается с
помощью мостового выпрямителя на диодах Д21— Д24 с фильтровыми
конденсаторами 22, 23. Выпрямитель нагружен на переменный рези-
стор 39 (ручка «Уровень ДПС»), с движка которого напряжение через
резисторы 44, 41 и диод Д29 подается на выходное гнездо. Падение на-
пряжения на резисторе 41 при нажатой кнопке КН («Контроль ДПС»)
создает ток в цепи миллиамперметра ИП.
Напряжение питания на транзисторы мультивибратора и формиро-
вателя подается с выпрямителя, собранного по мостовой схеме на дио-
дах Д13 — Д16 с фильтровыми конденсаторами 18, 19 и стабилитронами
Д26, Д27. Транзисторы усилителей питаются от мостового выпрямителя
на диодах Д9 — Д12, фильтровом конденсаторе 17, стабилитроне Д25, а
транзисторы измерителя — от отдельного мостового выпрямителя на
106
диодах Д17— Д20 с конденсаторами фильтра 20, 21 и стабилитроном
Д28.
К питающей сети аппарат подключается через силовой трансформа-
тор Тр. В сетевом проводе установлен выключатель В1, предохранитель
Пр. Индикация напряжения сети осуществляется с помощью ламп нака-
ливания Л1, Л2, освещающих шкалу частот на панели управления. Под-
светка шкалы позволяет проводить процедуры в затемненном помеще-
нии, т. с. в условиях, благоприятствующих естественному сну.
Рис. II — 36. Общий вид аппарата «Электросон-4Т». Объяснение в тексте.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. II—36) смонтирован в
корпусе из ударопрочного полистирола. На наклонной панели управле-
ния расположены ручка 3 «30—150» переключателя диапазонов частот
следования импульсов, ручка 2 «Частота, Гц» плавной регулировки ча-
стоты следования импульсов внутри диапазонов, ручка 1 «Ток пациента»
для регулировки тока в выходной цепи. В верхней части корпуса
находится прибор 5 для измерения амплитуды импульсов и допол-
нительной постоянной составляющей тока, ручка 4 установки нуля при-
бора.
В правой верхней части аппарата имеется отсек с крышкой 6, в кото-
ром находятся: (см. рис. II—37) ручка 10 сетевого выключателя «Сеть»,
ручка 8 «Уровень» и кнопка 9 «Контроль» для установки величины до-
полнительной постоянной составляющей тока и переключения прибора
для ее измерения.
На левой стенке аппарата находится гнездо «Пациент» для подклю-
чения провода, соединяющего аппарат с маской.
На задней стенке находится приборная вилка для подключения съем-
ного сетевого шнура. Держатель предохранителя закрыт крышкой на
дне корпуса.
Аппарат со снятым кожухом показан на рис. II—37. В левой части
шасси смонтированы миллиамперметр 6, переменный резистор 4 для
установки нуля прибора. В центре установлены трансформатор 7, блок
измерителя в экране 5. В правой части шасси находятся панель 1 с орга-
нами управления сетевой цепью и дополнительной постоянной состав-
ляющей, печатная плата 2 блока питания, печатная плата 3 блока гене-
ратора.
107
Для наложения электродов и проведения процедур электросна ис-
пользуется специальная резиновая маска (см. рис. II—36). В маске, ко-
торую надевают на голову пациента, имеется две пары электродов. Одна
пара электродов находится против глазниц (отрицательный полюс),
другая — против затылочно-сосцевидных отростков (положительный по-
люс).
В комплект аппарата придаются две маски (для взрослых и для детей), соедини-
тельный провод, чехол для переноски аппарата.
Рис. II — 37. Аппарат «Электросон-4Т» со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
Управление аппаратом при проведении процедур.
Установив ручки «Ток пациента» и «Уровень» в крайнее левое положе-
ние, ручку сетевого выключателя в положение «Выкл.», а ручки регули-
ровки частоты в заданное положение, подключают к аппарату сетевой
шнур и включают его вилку в розетку с напряжением 220 В. Затем под-
готавливают пациента к проведению процедуры. Пациент должен на-
ходиться в постели в удобном для сна положении. Смоченные физиоло-
гическим раствором ватные тампоны вставляют в углубления находя-
щихся в маске электродов, накладывают маску на голову пациента и
соединяют вилку провода электродов с гнездом «Пациент» на аппарате.
Затем переводят выключатель сети в положение «Сеть» (при этом
загораются лампы подсветки шкалы) и с помощью регулятора установ-
ки пуля выводят стрелку прибора на нулевую отметку шкалы. Нажав
на кнопку «Контроль ДПС», с помощью ручки «Уровень ДПС» устанав-
ливают необходимую величину дополнительной постоянной составляю-
щей тока. Затем, установив заданную частоту повторения импульсов,
плавно поворачивая ручку «Ток пациента», увеличивают величину им-
пульсного тока до пороговой величины, ориентируясь при этом на ощу-
щения пациента.
По окончании процедуры плавно выводят в крайнее левое положение
ручки «Ток пациента» и «Уровень», снимают маску с больного и отклю-
чают аппарат от сети.
108
§ 5. Электрокардиостимуляторы
При нарушении проводимости нервных путей сердца от синусного
узла к желудочкам (так называемая атриовентрикулярная блокада),
так же как и при ряде других нарушений автоматизма работы сердца,
применяется искусственное поддержание нормального ритма сокраще-
ния желудочков с помощью электрической стимуляции. Для этой цели
применяются электрокардиостимуляторы, которые делятся на две прин-
ципиально различные группы — внешние и имплантируемые (вживляе-
мые) ,
Внешние электрокардиостимуляторы используются только для вре-
менной стимуляции в условиях медицинского учреждения и не имеют
схемных или конструктивных особенностей, отличающих их от стимуля-
торов других назначений (исключением являются жесткие требования
к току утечки, см .главу VI, раздел 4).
Имплантируемые электрокардиостимуляторы предназначены для по-
стоянной стимуляции, причем пациент с вживленным стимулятором мо-
жет находиться в обычных для себя условиях. Имплантируемые элект-
рокардиостимуляторы получили интенсивное развитие за последние два
десятилетия. За это время более полумиллиону пациентов была прове-
дена операция имплантации.
Имплантируемый электрокардиостимулятор состоит из двух основ-
ных частей: собственно стимулятора, представляющего собой герметич-
ный корпус с источником питания и деталями электрической схемы, и
электродов.
Объем корпуса стимулятора, как правило, не превышает 50—60 см3
при толщине не более 25 мм, масса стимулятора составляет 100—150 г.
Для стимуляции желудочков сердца применяются прямоугольные им-
пульсы напряжением 3—5 В. Длительность импульсов имплантируемых
электрокардиостимуляторов составляет около 1 мс, частота повторения
(в асинхронном режиме) 70 + 3 имп/мин. У внешних электрокардиости-
муляторов параметры импульсов могут регулироваться в широких пре-
делах.
Первые электрокардиостимуляторы были рассчитаны на асинхрон-
ный режим работы. Эти электрокардиостимуляторы применяются при
хронической атриовентрикулярной блокаде. Их недостаток связан с воз-
можностью восстановления при стимуляции проводимости нервных пу-
тей от предсердия к желудочку. В этом случае возникает два конку-
рирующих ритма — собственный естественный и внешний принудитель-
ный. В результате нарушается нормальная работа сердца, в некоторых
случаях может даже наступить фибрилляция желудочков.
Указанного недостатка лишены биоуправляемые электрокардиости-
муляторы. Управление стимуляторами может осуществляться от Р-вол-
ны либо от R-зубца электрокардиограммы, т. е. соответственно от по-
тенциалов сокращения предсердия либо желудочка.
Среди P-управляемых электрокардиостимуляторов наиболее распро-
странены Р-синхронизированные. Генератор импульсов этих стимулято-
ров синхронизирован с P-волной, которая воспринимается специальным
предсердным электродом. После усиления управляющий сигнал запу-
скает генератор импульсов. Импульс на выходе стимулятора появляется
с задержкой порядка 120 мс, что соответствует времени распростране-
ния волны возбуждения по нервной системе сердца. В случае если ча-
стота сокращений предсердий становится менее 70 или более 140 ударов
в минуту, стимулятор переходит на фиксированный ритм — около
70 ударов в минуту.
Наибольшее распространение получили электрокардиостимуляторы,
управляемые R-зубцом, так называемые R-запрещающие стимуляторы.
Зачастую их называют стимуляторами «по требованию». Такой стиму-
109
лятор генерирует стимулирующий импульс, только если частота сокра-
щений сердца становится ниже определенного значения (обычно 70 уда-
ров в минуту). При нормальной естественной активности генератор им-
пульсов заперт.
R-синхронизированные стимуляторы создают импульсы, синхронные
с R-зубцом. При нормальной частоте сокращений стимулирующий им-
пульс попадает в абсолютную рефрактерную фазу сокращения мышцы
желудочка и поэтому не оказывает какого-либо влияния на ее работу.
При снижении частоты сокращений ниже допустимого предела стимуля-
тор переходит на фиксированный ритм. R-синхронизированные стимуля-
торы выполняют те же функции, что и R-запрещающие, но постоянно
генерируют импульсы, что приводит к увеличению потребляемой энер-
гии. По этой причине эти стимуляторы малоперспективны.
Биоуправляемые. стимуляторы значительно более сложны, чем асин-
хронные. Для управления R-зубцом или P-волной необходим усилитель
с чувствительностью не менее 3 мВ или 1 мВ соответственно. Отметим,
что для снятия R-зубца используется стимулирующий электрод, тогда
как для P-волны должен применяться специальный предсердный элек-
трод.
Рис. II — 38. Головки миокардиальных электродов,
а — подшиваемая головка; б — бесшовная головка.
Электроды имплантируемых электрокардиостимуляторов подверга-
ются в течение длительного времени механическим (вызванным сокра-
щением сердца) и химическим воздействиям, и в значительной степени
определяют надежность и долговечность стимулятора.
По способу соединения с сердцем различают миокардиальные й эн-
докардиальные электроды. Миокардиальные электроды вводятся в мыш-
цу сердца (эпикард), для чего необходимо вскрытие грудной клетки.
Эндокардиальные электроды вводятся в полость сердца через вену.
Электроды в зависимости от вида электрической цепи могут быть
монополярными, соединяющими мышцу сердца с отрицательным выхо-
дом стимулятора (у имплантируемого стимулятора анодом в этом слу-
чае служит корпус стимулятора), либо биполярными, у которых два
полюса, контактирующие с сердцем, соединены соответственно с поло-
жительным и отрицательным выходами стимулятора. Монополярный
электрод состоит из соединительного проводника, оканчивающегося с
одной стороны наконечником (собственно электродом) для обеспечения
контакта с сердцем, а с другой — штыревой частью разъема для под-
ключения к стимулятору. У биполярного электрода двухжильный про-
водник оканчивается соответственно двумя наконечниками и двумя шты-
рями.
Контактные наконечники миокардиальных электродов (рис. II—38)
расположены под прямым углом по отношению к проводнику и имеют
НО
рабочую поверхность 10—20 мм2. Для защиты проводника от изгиба на-
конечник укрепляется в головке из силиконовой резины.
На рис. II — 38, а показан наконечник, являющийся продолжением
соединительного проводника. Такой наконечник после введения в мио-
кард подшивается к нему через отверстия в головке.
Получил распространение наконечник в виде штопора (рис.II—38, б),
ввертываемого в мышцу сердца. Головка имеет сетчатый диск, обра-
стающий тканью. Такой наконечник не нуждается в подшивании, что-
упрощает и ускоряет его установку.
Контактные наконечники монополярных эндокардиальных электро-
дов располагаются по одной оси с проводником и имеют большую рабо-
чую поверхность — до 50—80 мм2. Для лучшего закрепления электрода
и ускорения обрастания его тканью наконечник помещается в прилив из
силиконовой резины в виде усеченного конуса, либо сам имеет кониче-
скую форму. У биполярного эндокардиального электрода второй нако-
нечник (анод) представляет собой цилиндр, расположенный на расстоя-
нии 10—30 см от наконечника-катода.
Наконечники изготавливаются из платины, платино-иридиевого спла-
ва или сплавов на основе никеля и кобальта.
Для надежного герметичного присоединения электрода к стимулято-
ру применяют байонетные разъемы либо крепление штыревого наконеч-
ника с помощью накидной гайки.
Проводник — одна из наиболее ответственных частей электрода и за-
частую определяет его срок службы. Для повышения эластичности
и устойчивости к многократным изгибам проводник представляет
собой спираль из одной, а чаще нескольких платино-иридиевых про-
волок.
Большой механической прочностью обладает проводник в виде не-
скольких спиралей, закрученных вокруг жгута из полиэфирных волокон.
Проводник для биполярных электродов имеет две параллельно располо-
женные спирали, либо может быть выполнен в виде коаксиальной линии
(обычно у эндокардиальных электродов).
Длина миокардиальных электродов не превышает 50 см, эндокарди-
альные имеют длину 60—80 см. В качестве изоляции проводника, как
правило, используется силиконовая резина. Наружный диаметр изоли-
рованного проводника у монополярного электрода составляет 2,5—3 мм,
у биполярного — 3—4 мм.
Конструкция корпуса имплантируемого стимулятора должна обеспе-
чивать герметичность и химическую инертность по отношению к тканям
организма. Наиболее часто применяются заливка деталей и элементов
схемы эпоксидной смолой, либо опрессовка их силиконовой резиной.
В связи с необходимостью защиты от внешних помех используются и
цельнометаллические корпуса из нержавеющей стали или титана.
Больные с имплантированным электрокардиостимулятором должны
периодически проходить обследование с целью выявления возможных
изменений в состоянии стимулятора. Обычно обследования проводятся
через 5—6 мес в течение первой половины гарантируемого срока служ-
бы, затем через 3—4 мес, за исключением последних 20% срока служ-
бы, когда обследования проводятся ежемесячно. Для контроля напря-
жения батарей производится измерение частоты следования стимули-
рующих импульсов. Как правило, электрокардиостимуляторы проекти-
руются так, что при истощении источника питания частота следования
снижается на 6—7 импульсов в минуту. Контроль частоты следования
стимулирующих импульсов может производиться с помощью электро-
кардиографа или специальных приборов, а в домашних условиях с по-
мощью радиоприемника..
Источники питания имплантируемых электрокардиостимуляторов
должны при малой массе и габаритах иметь емкость, достаточную для
111
длительной надежной работы стимуляторов. После истощения химиче-
ской батареи должна быть произведена реимплантация стимулятора.
Наиболее часто применяемые ртутно-цинковые батареи обеспечивают
срок службы электрокардиостимуляторов до 2—3 лет. Срок службы ли-
тий-йодных батарей достигает 5—7 лет. Наибольший срок службы, пре-
вышающий 10 лет, имеют появившиеся в последние годы ядерные
источники питания, использующие, например, Рц238 с периодом полу-
распада 86 лет. Энергия радиоактивного распада с помощью термо-
электрического преобразователя преобразуется в электрический ток, пи-
тающий электрическую часть стимулятора. Ядерные источники требуют
специальных мер защиты больного от облучения, в частности, приме-
нения цельнометаллического корпуса.
Серьезной проблемой, с которой встречаются пациенты с импланти-
рованным электрокардиостимулятором, является влияние на работу сти-
мулятора различного рода источников помех.
Сообщения пациентов, а также экспериментальные исследования по-
казали, что нормальное функционирование стимуляторов может быть
нарушено из-за помех, создаваемых рядом расположенными бытовыми
приборами с коллекторными электродвигателями (электрическая брит-
ва, кофемолка и др.), терморегуляторами (электрические одеяла, грел-
ки и др.), устройствами с источником высокого напряжения (системы
зажигания автомобилей, генераторы развертки телевизоров и др.). По-
мехи могут создавать также высокочастотные генераторы, в частности
физиотерапевтические аппараты, радарные установки.
Чувствительность электрокардиостимулятора к внешним помехам в
значительной степени зависит от его конструкции и схемы. Биоуправ-
ляемые стимуляторы отличаются значительно большей чувствительно-
стью к внешним помехам, чем асинхронные. Это объясняется наличием
у них усилителя, рассчитанного на сигналы порядка нескольких милли-
вольт.
Действие помехи на асинхронный стимулятор может привести к не-
которому увеличению частоты следования импульсов. В случае же R-за-
прещающего стимулятора сигнал помехи может быть воспринят как
собственная электрическая активность сердца, в результате чего пре-
кратится подача импульсов, ц пациент окажется без какой-либо внеш-
ней стимуляции.
В современных электрокардиостимуляторах принимаются различные
меры по повышению их помехоустойчивости. Большое значение имеет
экранировка электрической части стимулятора с помощью металличе-
ского корпуса. Широко используются фильтры, защищающие стимуля-
тор от высокочастотных полей, применяются устройства, переводящие
биоуправляемые стимуляторы при наличии интенсивной помехи на фи-
ксированный ритм, и другие средства защиты.
Учитывая большие уровни полей, создаваемые высокочастотными фи-
зиотерапевтическими и хирургическими аппаратами, пациенты с элект-
рокардиостимуляторами не должны находиться в физиотерапевтических
кабинетах, а также не должны подвергаться электрохирургическим воз-
действиям.
Имплантируемый асинхронный электрокардиостимулятор ЭКС-4.
Стимулятор предназначен для лечения стойкой атриовентрикулярной
блокады сердца. Пригоден для работы как с эндокардиальными, так и
с миокардиальными электродами.
Основные технические данные: амплитуда прямоугольного импульса
4,5 + 0,5 В (при сопротивлении нагрузки 510 Ом); длительность импуль-
са 1,2+ 0,2 мс при длительностях фронта не более 0,1 мс и среза — не
более 0,2 мс; относительная неравномерность вершины импульса не бо-
лее 40%; частота повторения импульсов 60—75 имп/мин; габаритные
размеры стимулятора 50 X 51 X 21 мм; масса не более 155 г.
112
Принципиальная электрическая схема стимулятора приведена на
рис. II—39.
Источником импульсов является блокинг-генератор на транзисторе
ПП1. Длительность импульса определяется параметрами импульсного
трансформатора Тр1, частота повторения импульсов—-величиной сопро-
тивления резистора 1 и емкостью конденсатора 1.
Рис. II — 39. Принципиальная электрическая схема электрокардиостимулятора
ЭКС-4.
Блокинг-генератор создает на базе ключевого транзистора ПП2 от-
рицательный импульс и открывает его. Конденсатор 2 частично разря-
жается при этом через ключ и нагрузку (сопротивление сердечной мыш-
цы), создавая на ней стимулирующий импульс. В промежутках между
импульсами конденсатор 2 подзаряжается через резистор 2 и нагрузку.
Этот резистор ограничивает так-
же ток через источник питания во
время разряда конденсатора 2.
Источником питания стимуля-
тора, обеспечивающим его работу
с момента сборки на заводе-изго-
товителе, являются ртутно-цинко-
вые батареи Б1, Б2, шунтирован-
ные конденсатором <3. Благодаря
диодам Д1, Д2 батареи расходу-
ют энергию поочередно. Батарея
с меньшим напряжением начнет
отдавать ток в нагрузку только
после того, как батарея с боль-
шим напряжением разрядится
настолько, что ее напряжение
станет еще меньше.
Рис. II — 40. Общий вид электрокардиости-
мулятора ЭКС-4.
анодом и с ним соединен минусовой
Источник питания и детали
стимулятора помещены в корпус
из нержавеющей стали (рис. II —
40). Корпус стимулятора является
полюс источника питания. Эндокардиальный или миокардиальный элек-
трод является катодом и присоединяется к стимулятору с помощью
байонетного разъема.
8 №) 1471
113
Стимулятор поставляется в стерильном виде, упакованным в два
полиэтиленовых мешочка. Во внешнем мешочке находится также паке-
тик с гидрофобизирующей жидкостью.
После вскрытия стерильным инструментом мешочков в контактное
гнездо стимулятора вставляется конусная вставка, предварительно сма-
занная гидрофобизирующей жидкостью. Стимулятор готов к имплан-
тации.
Электрод к стимулятору присоединяется после введения его в желу-
дочек (эндокардиальный) или после подшивания к миокарду (миокар-
диальный) .
Раздел 3
АППАРАТ ДЛЯ ТЕРАПИИ
НИЗКОЧАСТОТНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
§ 1. Физические обоснования
и методика проведения процедур
За последние десятилетия интенсивно развиваются методы и аппа-
ратура для лечебного применения постоянных и особенно низкочастот-
ных переменных магнитных полей. Многочисленными эксперименталь-
ными и клиническими исследованиями показано, что низкочастотное
магнитное поле с магнитной индукцией, не превышающей несколько де-
сятков миллитесла, улучшает кровообращение и обменные процессы,
обладает противовоспалительным, болеутоляющим действием. Кроме
того, оно способствует эпителизации язвенных поверхностей, ускоряет
заживление ран, уменьшает зуд при кожных заболеваниях. Механизмы
биологического действия магнитных полей неясны. Имеются предполо-
жения, что эти механизмы основаны, в частности, на наведении ЭДС
в отдельных структурах организма, на смещении равновесия в биохими-
ческих реакциях, изменении скорости диффузии, на изменении структу-
ры и свойств воды организма и т. д. Эти и другие теории не вышли еще
за рамки гипотез и нуждаются в дополнительных подтверждениях.
Однако, несмотря на отставание теоретических основ магнитотера-
пии, применение в физиотерапевтической практике как постоянных, так
и особенно переменных магнитных полей имеет значительные успехи.
До последнего времени применялись отдельные экспериментальные
образцы, различающиеся по схемам и конструкции. Наиболее сущест-
венной частью аппаратов для низкочастотной магнитотерапии являются
индукторы. Индуктор представляет собой катушку, по виткам которой
протекает переменный ток. Катушка может иметь разомкнутый сердеч-
ник из пластин трансформаторной стали или может использоваться без
сердечника.
Катушки с разомкнутым сердечником, называемые электромагнита-
ми, обеспечивают получение у полюсов сердечника достаточно высокой
магнитной индукции. При этом габариты и вес таких индукторов неве-
лики. Электромагниты применяются обычно для воздействия на ограни-
ченные участки тела.
Катушки без сердечника создают наибольшую магнитную индукцию
во внутренней своей части. Поэтому они используются обычно для воз-
действия на конечности, которые вставляются в полость катушки. Та-
кие индукторы в виде селеноидов имеют значительные габариты и по-
требляют большие токи. Аппараты с индукторами в виде селеноидов,
как правило, являются стационарными.
Для питания индукторов используется обычно переменный ток про-
мышленной частоты. Применяется также пульсирующий одно- или двух-
114
полупериодный ток. Режим колебаний может быть непрерывный, либо
прерывистый с длительностью работы и паузы, составляющей несколько
секунд.
С выпуском первого серийного аппарата «Полюс-1» (см. ниже) низ-
кочастотная магнитотерапия заняла прочное место среди других физи-
ческих лечебных методов. Аппарат «Полюс-1» снабжен индукторами—-
электромагнитами. При проведении процедур индуктор с помощью спе-
циального держателя устанавливается вплотную без давления или с
небольшим зазором (0,5—1 см) против подвергаемой воздействию части
тела. Магнитное поле проникает без ослабления через шерсть, хлопок,
гипс и другие не содержащие ферромагнетиков материалы, поэтому при
проведении наружных процедур одежду и повязки можно не снимать.
Однако следует учитывать, что по мере удаления от поверхности индук-
тора магнитная индукция быстро падает. Так, например, наибольшая
индукция, составляющая у полюсов 30—35 мТл, на расстоянии 3 см
уменьшается в 6—8 раз, на расстоянии 5 см — в 15—20 раз.
В процессе процедуры тепло в тканях тела не образуется и пациент,
как правило, не испытывает каких-либо ощущений. Иногда в области
воздействия возникает легкое покалывание, типа «мурашек». Поэтому
для целей дозиметрии ориентироваться на субъективные ощущения
пациента нельзя. Поскольку ткани тела не искажают конфигурации ма-
гнитного поля, дозиметрия осуществляется путем измерения вектора
магнитной индукции в воздухе перед индуктором. Для измерений ис-
пользуют индукционный метод. Измерительная катушка диаметром
1—2 см помещается в различные точки поля и напряжение, наводимое
в ней, измеряется ламповым милливольтметром. В каждой точке катуш-
ка ориентируется в двух взаимно перпендикулярных направлениях. По
полученным составляющим поля вычисляются модуль и направление
вектора индукции поля в данной точке.
Графические картины магнитного поля для каждого индуктора с
учетом режима работы аппарата (положение регулятора интенсивности,
вид тока) позволяют оценивать магнитную индукцию поля, действующе-
го на различные участки тела при проведении процедуры.
§ 2. Аппарат для низкочастотной магнитотерапии
Аппарат для низкочастотной магнитотерапии «Полюс-1» разработан
ВНИИМП и выпускается Московским заводом ЭЭДА. Основные техни-
ческие данные: один или два одновременно работающих индуктора пи-
таются синусоидальным или пульсирующим однополупериодным током
частотой 50 Гц; наибольшая магнитная индукция на поверхности ин-
дуктора с П-образным сердечником не менее 35 мТ, индуктора с пря-
мым сердечником — 25 мТ, полостного индуктора — 30 мТ; предусмот-
рен прерывистый режим работы при длительности посылок и пауз, рав-
ных 2 с; питание от сети переменного тока частотой 50 или 60 Гц
напряжением 220 В+ 10%; потребляемая мощность не более 100 ВА;
по защите от поражения электрическим током аппарат выполнен по
классу II; габаритные размеры (без держателей индукторов) 860 X
X 540 X 500 мм; масса (без комплекта) не более 40 кг.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. II—41. Питание электрических цепей аппарата производится с по-
мощью силового трансформатора Тр. Напряжение на обмотку индукто-
ров LI, L2 подается от вторичной обмотки трансформатора. Обмотка
имеет отводы (5—8), коммутируемые переключателем В2—1 (ручка
«Интенсивность» на панели управления). Этим обеспечивается ступен-
чатая регулировка индукции создаваемого индукторами магнитного
поля.
8*
115
Переключа"
может быть bi
ный, либо пул
цепь тока вклк
С помощью
ния) осуществ
рывистый. В в
на диодном мо
обмотку реле
ты 4—7 и 6—9
ют цепь пита!
ров. Конденсат
зисторы 17, 1S
крогасящие и
ключенные najf
тактам.
В прерыви»
постоянное на
дается не на »
Р1, а на 4
мультивибрато»
на транзистора
пульсы с выхс
братора через»
повторитель т
транзисторе Тз
ют на обмотку
тельность имп
гивибратора, к
2 с, определяет
ты реле, а еле
индукторов —
2с — пауза. На
прямителя, пит
тивибратор и ]
зировано с пом
рующего тра
В цепи базы
включены бал.
стор 2 и созда»
напряжение
ДЗ, Д4.
Для индик;
с их обмоткам!
стабилизации
ния сети, изм<
зашунтировам
личении тока
чему поддержт
гулировке инт»
гнальные ламп
которые kommj
Для контре
их питания вк.
дается на конт
Первичная
с помощью двг
панели управл
с
I
CO
со
Переключателем ВЗ (ручка «Форма тока» на панели управления)
может быть выбран вид тока через обмотку индукторов: синусоидаль-
ный, либо пульсирующий однополупериодный. В последнем случае в
цепь тока включается диод Д2.
С помощью переключателя В4 (ручка «Режим» на панели управле-
ния) осуществляется выбор режима работы — непрерывный или пре-
рывистый. В непрерывном режиме напряжение с выхода выпрямителя
на диодном мосте Д1 и конденсаторе 1 подается после стабилизации на
обмотку реле Р1, и контак-
ты 4—7 и 6—9 реле замыка-
ют цепь питания индукто-
ров. Конденсаторы 5, 6 и ре-
зисторы 17, 18 образуют ис-
крогасящие цепочки, под-
ключенные параллельно кон-
тактам.
В прерывистом режиме
постоянное напряжение по-
дается не на обмотку реле
Р1, а на симметричный
мультивибратор, собранный
на транзисторах Т2, ТЗ. Им-
пульсы с выхода мультиви-
братора через эмиттерный
повторитель на составном
транзисторе Т4, Т5 поступа-
ют на обмотку реле. Дли-
тельность импульсов муль-
тивибратора, составляющая
2 с, определяет режим рабо-
ты реле, а следовательно, и
индукторов — 2с посылка,
2с — пауза. Напряжение вы-
прямителя, питающего муль-
тивибратор и реле, стабили-
зировано с помощью регули-
рующего транзистора Т1.
В цепи базы транзистора
включены балластный рези-
стор 2 и создающие опорное
напряжение стабилитроны
ДЗ, Д4.
Для индикации прохождения тока через индукторы последовательно
с их обмотками включены сигнальные лампы накаливания Л2, ЛЗ. Для
стабилизации падения напряжения на лампах при колебаниях напряже-
ния сети, изменениях вида тока, а также при смене индукторов, они
зашунтированы соответственно диодами Д7—Д13 и Д14—Д20. При уве-
личении тока через диоды их сопротивление уменьшается, благодаря
чему поддерживается на одном уровне напряжение на лампах. При ре-
гулировке интенсивности дополнительное выравнивание тока через си-
гнальные лампы осуществляется секциями переключателя В2—2 и В2—3,
которые коммутируют шунтирующие резисторы 11—13 и 14—16.
Для контроля формы тока, протекающего через индукторы, в цепь
их питания включен резистор 1. Падение напряжения па резисторе по-
дается на контрольную розетку 1114.
Первичная обмотка силового трансформатора подключается к сети
с помощью двухполюсного выключателя В1 (ручка «Сеть — выкл». на
панели управления). В цепи питания включен предохранитель Пр.
II — 42. Общий вид аппарата «Полюс-1».
Объяснение в тексте.
Рис.
117
Устройство аппарата. Общий вид аппарата показан на
рис. II—42. В центре тележки 9 с колесами установлена опора 8, несу-
щая кронштейн 7 для крепления держателей и индукторов, и корпус 6,
в котором смонтирована электрическая часть аппарата.
Корпус представляет собой прямоугольный каркас с металлическим
основанием и верхней крышкой, служащей панелью управления. Сверху
каркас с крышкой закрывается съемным кожухом.
Рис. II — 43. Вид снизу на панель управления аппарата «Полюс-1». Объяснение в тексте.
На левой боковой стенке корпуса имеются два отверстия для под-
ключения двухполюсных коаксиальных вилок кабеля индуктора. На пра-
вой стенке находится закрытое съемной крышкой отверстие для доступа
к контрольной розетке для проверки формы тока, питающего индук-
торы.
Держатели индукторов в значительной степени унифицированы с
электрододержателями аппарата «Экран-1» (см. раздел 5 в главе III),
отличаясь от них конструкцией верхнего колена. Для крепления индук-
тора 1 в этом колене предусмотрена пружинная защелка. Чтобы вста-
вить или вынуть из гнезда держателя индуктор, необходимо нажать на
кнопку, освобождающую защелку. Это исключает случайное выпадение
из гнезда тяжелого индуктора при эксплуатации аппарата.
Средняя цилиндрическая часть держателя телескопическая. Фикса-
ция осуществляется ручкой винтового зажима.
Штырь нижнего шарнира держателя вставляется во втулку крон-
штейна ц крепится специальным винтом, входящим в проточку в штыре.
Этим обеспечивается возможность поворота нижнего шарнира вокруг
вертикальной оси.
Панель управления имеет субпанель из гетинакса, которая выполняет
функцию дополнительной изоляции для укрепленных на ней деталей и
118
узлов. На панели расположены: слева — ручка 4 «Интенсивность» и
глазки индикаторов тока в индукторах; в центре — переключатель «Фор-
ма тока» и переключатель «Режим прерывистый — непрерывный», руч-
ка 5 процедурных часов; справа — глазок индикатора включения сети и
выключатель сети «Сеть — выкл.».
На рис. II—43 показана панель управления с нижней стороны. Слева
на панели установлены: силовой трансформатор 1, индикаторная лам-
па 12 включения аппарата в сеть, контрольная розетка 11, разъем 10
для подключения сетевых проводов, проходящих через опору, на кото-
рой установлен корпус. Справа установлен переключатель интенсивно-
сти 6, выходные гнезда 5, 7, индикаторные лампы 4, 8, сигнализирующие
Рис. II — 44. Индукторы аппарата «Полюс-1». Объяснение в тексте.
а — с П-образным сердечником (показан со снятой крышкой); б — с прямым сердечником;
в — полостной.
о прохождении тока через индуктор. В средней части панели смонтиро-
ваны процедурные часы 2, печатная плата 3 с диодами, шунтирующими
индикаторные лампы, печатная плата 9 с деталями блока мультиви-
братора.
Индукторы представляют собой катушки с незамкнутым сердечником
из пластин трансформаторной стали различной формы. Магнитные сило-
вые линии, проходящие через сердечник, замыкаются в пространстве
перед индуктором. Эта часть магнитного поля используется для мест-
ного воздействия на тело больного.
Три вида индукторов, придаваемых к аппарату, показаны на
рис. II—44. Индуктор с П-образным сердечником (рис. II — 44, а) со-
стоит из круглого основания 4, к которому шестью винтами притянут
алюминиевой пластинкой 1 магнитопровод из ленточной трансформатор-
ной стали 2 с обмотками на каждом керне. Цилиндрическая крышка 3
из полиэтилена привинчивается к основанию тремя винтами. С задней
стороны к основанию крепится цилиндрическая опора, с помощью кото-
рой индуктор устанавливается в держателе. Опора оканчивается коакси-
альным гнездом для подключения вилки питающего кабеля.
Чтобы в максимальной степени использовать магнитное поле катуш-
ки с сердечником (рис. II—45), зазор между крышкой и полюсами сер-
дечника не превышает 1 мм.
Индуктор с прямым сердечником (см. рис. II—44, б) имеет прямо-
угольный корпус, рабочими частями которого являются не только
передняя, но и торцовые, а также боковые стенки. Сердечник сечением
2X4 см собран из пластин трансформаторной стали толщиной 0,35 мм.
На сердечнике укреплены две последовательно включенные катушки.
119
Полостной индуктор (см. рис. II—44, в) предназначен для лечения
ряда гинекологических заболеваний. Катушка индуктора представляет
собой цилиндрический каркас с обмоткой, внутри которого помещен сер-
дечник. Чтобы обеспечить заполнение цилиндрического окна каркаса,
сердечник состоит из прямоугольных пластин трансформаторной стали
трех типоразмеров. Снаружи катушка закрыта полиэтиленовым колпа-
ком с закругленным торцом. Наибольшая напряженность магнитного
поля имеет место у торца индуктора. При гинекологических процедурах,
проводимых с помощью этого индуктора, держатель аппарата не исполь-
зуется и индуктор крепится резиновым ремнем. Ремень имеет отверстия,
с помощью которых он фиксируется на выступе 5 навинчиваемого на
колпак индуктора кольца. Свободные концы ремня соединяются между
собой фиксатором с двумя штырями.
На корпусе каждого индуктора нанесена стрелка, указывающая на-
правление магнитных силовых линий (от S к N), создаваемых индукто-
ром при его питании выпрямленным током. При питании переменным
током направление магнитных силовых линий изменяется соответствен-
но направлению тока через обмотку и поэтому стрелка не соответствует
направлению поля в каждый данный момент времени. Однако стрелки
при этом не теряют своего значения. С их помощью можно располагать
два индуктора так, чтобы создаваемые ими магнитные поля взаимодей-
ствовали строго определенным образом. Такое взаимодействие отсут-
ствует при раздельном использовании двух индукторов (например, одно-
временно на различные конечности) и в этом случае взаимное располо-
жение полюсов значения не имеет. При совместном применении индук-
120
торов, когда расстояние между ними не превышает 10 см (например, для
воздействия с двух сторон на сустав), следует располагать индукторы
разноименными полюсами друг против друга. Это обеспечит более глу-
бокое проникновение поля.
Управление аппаратом при проведении процедур.
Установив на панели управления переключатель сети в положение
«Выкл.», переключатель «Интенсивность» и ручку процедурных часов
в положение «0», включают вилку сетевого шнура в розетку с напряже-
нием 220 В. Выбирают необходимые индукторы, дезинфицируют их спир-
том, укрепляют в держателе и соединяют кабелями с аппаратом. Затем
устанавливают заданный врачом режим колебаний, форму тока и интен-
сивность воздействия. Располагают держатели так, чтобы индукторы
оказались против подвергаемого воздействию участка тела. На полост-
ной индуктор надевают презерватив и крепят его, как уже указывалось,
без держателя с помощью резинового бинта.
Устанавливают выключатель сети в положение «Сеть», при этом за-
горается индикатор зеленого цвета. Ручку процедурных часов повора-
чивают по часовой стрелке до упора, а затем устанавливают в соответ-
ствии с назначенной длительностью процедуры. После выведения ручки
часов из нулевого положения включается питание индукторов и должны
загореться цветные индикаторы на панели управления. Если используют
прерывистый режим колебаний, то индикаторы светятся во время про-
хождения тока (2 с) и гаснут во время паузы (2 с).
По окончании процедуры ручку «Интенсивность» устанавливают в
положение 0, выключатель сети в положение «Выкл.». После 30 мин не-
прерывной работы аппарата необходим не менее чем 10-минутный пе-
рерыв.
Раздел 4
АППАРАТЫ ДЛЯ ТЕРАПИИ ПОСТОЯННЫМ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ И АЭРОИОНАМИ
§ 1. Физические обоснования
и методика проведения процедур
Исторически одной из первых электролечебных процедур был «элект-
ростатический душ», или франклинизация, при которой больной поме-
щался в постоянное электрическое поле между электродами с высокой
разностью потенциалов (30—40 кВ), получаемой с помощью электриче-
ской машины. Процедура сохранила свое значение до нашего времени.
Изменился только источник высокого напряжения.
Франклинизация проводится в виде общей или местной процедуры.
При общем воздействии (рис. II—46) пациент усаживается на стул, ка-
саясь ногами (при снятой обуви) металлического листа 2, соединенного
с одним из полюсов источника высокого напряжения. Над головой боль-
ного устанавливается второй электрод 1 в виде звезды или полусферы,
усаженный остриями, и соединенный с другим полюсом источника высо-
кого напряжения.
В аппаратах для франклинизации прежних выпусков (см., напри-
мер, 1-е издание книги) полярность электродов могла выбираться по
желанию и пациент вместе с ножным электродом изолировался от земли
с помощью подставки 3. В современных аппаратах на головной электрод
подается отрицательный потенциал и ножной электрод заземляется. Это
соответствует установившейся методике проведения процедур и исклю-
чает накапливание на пациенте статических зарядов, создающих не-
приятные искры при случайном касании пациента.
121
При местной процедуре один из электродов в виде полусферы малого
диаметра или прямоугольной пластины, усаженной остриями, или шари-
ка (для воздействия на малые участки) устанавливается на расстоянии
нескольких сантиметров над поверхностью тела в области, подлежащей
воздействию (рис. II — 47). Второй
электрод — гладкая пластинка —
подкладывается снизу — контактно.
При франклинизации практиче-
ски все приложенное к электродам
напряжение падает на воздушном
промежутке, отделяющем активный
(с остриями) электрод от поверхно-
сти тела пациента. Это объясняется
высокой по сравнению с воздухом
проводимостью тканей тела. На ост-
риях головного электрода имеет ме-
сто высокая напряженность поля, и
происходит тихий электрический
разряд, интенсивность которого за-
висит от напряжения, приложенно-
го между электродами. Напряжен-
ность электрического поля в тканях
тела пациента, как уже указыва-
лось, невелика, однако достаточна,
чтобы вызвать явления поляриза-
ции молекул в тканях-диэлектриках
и микротоки в тканях-проводниках.
Эти процессы являются одним из
i з первичных механизмов лечебного
Рис. II — 46. Схема проведения процедуры действия франклинизации. Особых
общей франклинизации. Объяснение в тек-ощущений При франклинизации
сте- больной не испытывает. Однако
ионный поток, распространяющийся
от остриев, увлекает за собой частицы воздуха и образует так называе-
мый «электрический ветерок», который может ощущаться на открытых
поверхностях тела больного. При большой интенсивности разряд прояв-
ляется также легким шипе-
нием, иногда потрескива-
нием.
Дозировка процедур
франклинизации заключает-
ся в регулировании напря-
женности электрического
поля. Принципиально это
может быть осуществлено
изменением как напряжения
между электродами, так и
расстояния между ними
(практически между актив- рис. п — 47. Схема проведения процедуры мест-
ным электродом и телом па- ной франклинизации.
циента). При общей фран-
клинизации головной электрод устанавливается обычно на расстоянии
12—15 см над головой пациента, при местной франклинизации воздуш-
ный зазор составляет 5—7 см. При меньших расстояниях может возник-
нуть опасность искрового разряда на тело пациента. Увеличивать же это
расстояние не имеет смысла, так как тогда надо соответственно увели-
чивать и напряжение между электродами. Таким образом, дозировка
производится изменением только напряжения, подаваемого на электро-
122
ды. Минимальное напряжение составляет 5 кВ, максимальное при об-
щей процедуре — 50 кВ, при местной—• 15—20 кВ.
Большое значение в механизме действия франклинизации придается
аэроионному потоку, который образуется на остриях активного электро-
да и падает на поверхность тела, а также действию на организм вдыхае-
мого пациентом ионизированного и частично озонированного воздуха.
Лечебное применение аэроионов — аэроионотерапия, является само-
стоятельным методом лечения.
Аэроионы образуются за счет потери электрона внешней орбитой
ионизируемого атома или молекулы (в основном, азота) и связывания
электрона нейтральным атомом или молекулой (в основном, кислоро-
да). Вокруг образующихся при ионизации ионов сосредоточиваются ней-
тральные молекулы газа. В результате образуются так называемые «лег-
кие» аэроионы с радиусом порядка 10~4 мкм. При соединении легких
ионов с мельчайшими твердыми и жидкими частичками, взвешенными
в воздухе, образуются «тяжелые» аэроионы с радиусом порядка 10-1 мкм.
Легкие аэроионы, группируя вокруг себя молекулы воды, превращаются
в промежуточные по величине «средние» аэроионы.
Аэроионы характеризуются подвижностью — скоростью перемещения
(в сантиметрах на секунды) в электрическом поле напряженностью
1 В/см. Подвижность легких аэроионов составляет 0,5—2 тяже-
лых— в тысячу раз меньше.
Важное значение имеет коэффициент униполярности аэроионов, т. е.
отношение количества положительных аэроионов в единице объема воз-
духа к количеству отрицательных аэроионов.
В естественных условиях в нижних слоях атмосферы в 1 см3 содер-
жится от сотен до тысячи легких аэроионов и от сотен до десятков тысяч
тяжелых. Количество тяжелых аэроионов увеличивается с запыленно-
стью и с отрицательной стороны характеризует гигиеническое состояние
атмосферы.
Коэффициент униполярности легких аэроинов для нижних слоев
атмосферы составляет 1,1—1,2, что объясняется вертикальным переме-
щением отрицательных ионов из-за влияния отрицательного заряда
земли.
Для проведения процедур аэроионотерапии, помимо аппаратов для
франклинизации, которые снабжают специальным большим сферическим
электродом с остриями, применяют специальные генераторы аэроионов.
По принципу действия эти генераторы подразделяются на: а) электро-
эффлювиальные, основанные на создании высокой напряженности элек-
трического поля около находящегося под напряжением металлического
острия; б) радиоактивные, основанные на ионизирующем действии аль-
фа- или бета-излучения радиоактивных изотопов (в аэроионизаторе
Штейнбока бета-излучение прометия-147); в) гидроаэроионизаторы,
основанные на так называемом баллоэлектрическом эффекте, заклю-
чающемся в образовании при разбрызгивании воды отрицательно заря-
женных капелек (гидроаэроионы); г) термические ионизаторы, исполь-
зующие термоэлектронную эмиссию раскаленных металлов (например,
нихромовая проволока, нагретая до желто-белого каления, т. е. пример-
но до 1200° С, и находящаяся под отрицательным потенциалом, состав-
ляющем несколько сотен вольт); д) фотоионизаторы, обеспечивающие
ионизацию воздуха помещения за счет действия на него ультрафиолето-
вого излучения. Наибольшее применение из перечисленных получили
электроэффлювиальные и гидроаэроионизаторы.
Аэроионы используются как для ингаляции, так и для воздействия на
открытую поверхность тела в рефлексогенных зонах, либо в области ран,
язв, ожогов. В процессе дыхания аэроионы оседают на слизистой по-
верхности верхних дыхательных путей и передаются в кровь и лимфу.
123
В результате электрохимических процессов, вызванных зарядами
аэроионов, снижается местная возбудимость нервных окончаний, прояв-
ляется общее нормализующее действие аэроионов на организм.
При дозировке процедур аэроионизации исходят из того, что лечеб-
ная доза за процедуру составляет 10—15 млрд, ионов. При 14—18 вдо-
хах в минуту (5—7 л воздуха) и длительности процедуры 10 мин в 1 см3-
воздуха должно содержаться несколько сотен тысяч ионов. В зависимо-
сти от производительности генератора, которая указывается в его пас-
порте, может быть рассчитана необходимая длительность процедуры.
Аэроионизаторы различных типов на расстоянии полуметра создают
в 1 см3 от десятков тысяч до нескольких миллионов аэроионов.
§ 2. Аппараты для франкпинизации и аэроионотерапии
За последние два десятилетия аппараты для франклинизации претер-
пели значительные изменения, превратившись из громоздких устройств
с высоковольтным масляным трансформатором и кенотроном, заимство-
ванными из рентгеновской аппаратуры, в современные электротехниче-
ские устройства с выпрямителем — умножителем, питаемым повышен-
ной частотой (аппарат АФ-3, см. 4-е издание книги). В настоящее время
Московский завод ЭМА перевел электрическую часть аппарата АФ-3 на
современную элементную основу — полупроводниковые приборы и выпу-
скает модернизированный аппарат для франклинизации и аэроионотера-
пии АФ-3-1. Аппарат предназначен для проведения процедур общей
и местной франклинизации, а также групповой и индивидуальной аэро-
ионотерапии.
Основные технические данные аппарата: наибольшее выходное на-
пряжение при нагрузке 2500 МОм составляет 50 кВ; регулировка выход-
ного напряжения 10-ю ступенями через 5 кВ; ток короткого замыкания
выхода аппарата не превышает 400 мкА; питание от сети переменного
тока частотой 50 Гц напряжением 220 В + 5%,— 10%; мощность, по-
требляемая из сети, не более 50 ВА; по защите от поражения электри-
ческим током аппарат выполнен по классу 01; габаритные размеры
670 X 560 X 375 мм; масса аппарата не более 35 кг.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. II—48. Основными частями аппарата являются генератор импульсов
с частотой повторения 400 Гц; управляемый генератором тиристор,,
включенный в первичную обмотку повышающего трансформатора; полу-
проводниковый выпрямитель-умножитель и источники питания генера-
тора и тиристора.
Генератор импульсов представляет собой несимметричный мультиви-
братор на транзисторах 2-Т1 и 2-Т2. Короткие импульсы с частотой сле-
дования около 400 Гц с коллектора транзистора 2-Т2 через резистор
2R.7 подаются на управляющий электрод тиристора 2-ДЗ. За счет пере-
ходных процессов, происходящих при ключевом режиме работы тиристо-
ра, в первичной низкоомной обмотке повышающего трансформатора Тр2
протекают импульсы тока. Трансформатор имеет коэффициент трансфор-
мации 100, и на входе 3—4 выпрямителя-умножителя, подключенного к
повышающей обмотке, образуется переменное напряжение с частотой
повторения 400 Гц и наибольшей амплитудой 12—13 кВ.
Выпрямитель-умножитель представляет собой собранную на выпря-
мительных столбах и конденсаторах схему учетверения напряжения.
Рассмотрим процессы заряда конденсаторов при подключении выпря-
мителя-умножителя к источнику переменного напряжения.
В первый полупериод (примем, что напряжение на выводе 3 повы-
шающей обмотки трансформатора в этот и другие нечетные полуперио-
ды положительно относительно соединенного с шасси вывода 4) конден-
сатор 6 заряжается через диод Д1 почти до амплитуды U переменного
124
напряжения на
в этот и другие
да 4) происходи
дит под действи
конденсатора 6„
тий полупериод
ходит под дейст
конденсатора 7
ра 6 (U), т. е. 1
тый полупериод
дит под действи
денсаторов 6 (%
денсатора 7 (2Г
напряжения 2U.
Рис. II — 48. Принципиальная электрическая схема аппарата АФ-3-1.
напряжения на обмотке. Во второй полупериод (напряжение на выводе 3
в этот и другие четные полупериоды отрицательно относительно выво-
да 4) происходит заряд конденсатора 7 через диод Д2. Заряд происхо-
дит под действием суммы напряжений вторичной обмотки и заряженного
конденсатора 6, т. е. конденсатор 7 заряжается до напряжения 2U. В тре-
тий полупериод через диод ДЗ заряжается конденсатор 8. Заряд проис-
ходит под действием согласно включенных напряжений обмотки (U) и
конденсатора 7 (2U) и встречно включенного напряжения конденсато-
ра 6 (U), т. е. конденсатор 8 заряжается до напряжения 2U. В четвер-
тый полупериод через диод Д4 заряжается конденсатор 9. Заряд происхо-
дит под действием согласно включенных напряжений обмотки (U), кон-
денсаторов 6 (2U) и 8 (2U) и встречно включенного напряжения кон-
денсатора 7 (2U). Таким образом, конденсатор 9 также заряжается до
напряжения 2U.
125
Полярность заряда имеющих друг с другом общую точку конденса-
торов такова, что их напряжения действуют согласно. Это позволяет
подключать имеющую высокое сопротивление нагрузку к последова-
тельно включенным конденсаторам 7, 9, снимая с них учетверенное на-
пряжение вторичной обмотки трансформатора. В аппарате вывод 4 об-
мотки соединен с заземленным шасси и с гнездом Гн, к которому под-
ключается ножной электрод. Головной электрод соединяется с гнездом
3-Ш, наибольший отрицательный потенциал на котором достигает
50 кВ.
Регулировка выходного напряжения аппарата производится измене-
нием напряжения на аноде тиристора 2-ДЗ. Это напряжение создается
выпрямителем, собранным по мосто-
вой схеме на диодном мосте 1-Д1 и
фильтровом конденсаторе 1-С1.
Выпрямленное напряжение стаби-
лизируется компенсационным стабили-
затором с регулирующим транзисто-
ром Т и усилителем постоянного тока
на транзисторах 1-Т1, 1-Т2. Опорное
напряжение в цепи эмиттера транзи-
стора 1-Т1 создает стабилитрон 1-Д2.
Часть стабилизированного напряже-
ния через делитель на резисторах
1-1 —1-17, 1-20 (верхнее плечо делите-
ля) и резисторах 1-24, 1-25 (нижнее
плечо делителя) подается на базу
транзистора 1-Т1, на котором собран
первый каскад усилителя. С помощью
переключателя В4 (ручка «Установка
напряжения kV» на панели управле-
ния) коммутируются резисторы верх-
него плеча делителя, так что общее со-
противление этого плеча минимально
в положении переключателя «5» и
максимально — в положении «50».
Рис. II —49. Общий ВИД аппарата с увеличением сопротивления верхне-
АФ-3-1. Объяснение в тексте. го плеча делителя уменьшается напря-
жение на базе транзистора 1-Т1. В ре-
зультате увеличивается ток через транзистор 1-Т2 и соответственно па-
дение напряжения на резисторе 1-23, приложенное к базе регулирующе-
го транзистора Т. Транзистор Т приоткрывается и напряжение на выхо-
де стабилизатора увеличивается.
Для питания генератора импульсов используется отдельный выпря-
митель на диодном мосте 2-Д1 и реостатно-емкостном фильтре (2-С1,
2-R1, 2-С2). Напряжение стабилизируется стабилитроном 2-Д2.
Аппарат питается от сети через силовой трансформатор Тр1. В цепи
сетевых проводов включен помехоподавляющий емкостной фильтр (кон-
денсаторы 1—3), двухполюсный выключатель В1 (ручка «Сеть»), предо-
хранители Пр1, Пр2.
Заземление аппарата осуществляется с помощью третьей жилы съем-
ного сетевого шнура. Заземляющая жила ответвляется около вилки от
шнура и оканчивается кабельным наконечником для присоединения к
зажиму защитного заземления (зануления).
Устройство аппарата. Аппарат (рис. II—49) смонтирован в-
корпусе из изоляционного материала. На передней стенке корпуса, слу-
жащей панелью управления, расположены: тумблер 1 «Сеть» для вклю-
чения и выключения сети, ручка 3 переключателя выходного напряже-
ния «Установка напряжения, kV», глазок 2 сигнальной лампы.
126 •
цую точку конденса-
асно. Это позволяет
грузку к последова-
них учетверенное на-
шпарате вывод 4 об-
Гн, к которому под-
эединяется с гнездом
котором достигает
На задней стенке смонтированы держатели предохранителей, трех-
полюсная приборная вилка для подключения съемного сетевого шнура.
На правой боковой стенке укреплен кронштейн, в котором устанавли-
вается шарнирный держатель 5 головного электрода 4. Через отверстие
в боковой стенке наружу выведен провод в высоковольтной изоляции с
производится измене-
апряжение создается
обранным по мосто-
иодном мосте 1-Д1 и
энсаторе 1-С1.
•. напряжение стаби-
нсационным стабили-
ирующим транзисто-
пем постоянного тока
1-Т1, 1-Т2. Опорное
ши эмиттера транзи-
ет стабилитрон 1-Д2.
[рованного напряже-
.тель на резисторах
верхнее плечо делите-
i 1-24, 1-25 (нижнее
подается на базу
С на котором собран
силителя. С помощью
14 (ручка «Установка
> на панели управле-
ются резисторы верх-
еля, так что общее со-
то плеча минимально
[ереключателя «5» и
! положении «50».
^противления верхне-
1я уменьшается напря-
ранзистора 1-Т1. В ре-
? и соответственно па-
; к базе регулирующе-
1 напряжение на выхо-
!тся отдельный выпря-
зстном фильтре (2-С1,.
троном 2-Д2.
^форматор Тр1. В цепи
мкостной фильтр (кон-
(ручка «Сеть»), предо-
I
ью третьей жилы съем-
ляется около вилки от
j для присоединения к
11—49) смонтирован в
эй стенке корпуса, слу-
iep 1 «Сеть» для вклю-
1Я выходного напряже-
нной лампы.
Рис. II 50. Аппарат АФ-3-1 со снятой задней крышкой корпуса. Объяснение
в тексте.
наконечником для подключения к головному электроду. В нижней части
стенки имеется гнездо 7 для подключения провода ножного электрода,
а также разрядной ручки.
Для удобства переноски корпус аппарата снабжен двумя ручками 6.
Аппарат со снятой задней крышкой показан на рис. II—50. На ниж-
ней металлической панели смонтированы силовой трансформатор 1, пе-
чатные платы со стабилизатором напряжения 2 и импульсным генера-
тором 3. На верхней изоляционной панели размещен повышающий
трансформатор 4, блок 5 выпрямителя-преобразователя.
127
В комплект к аппарату придаются держатель головного электрода, электрод нож-
ной, электрод головной, электрододержатель для местной франклинизации со струбци-
ной, шариковый электрод для местной франклинизации, плоский и удлиненный электро-
ды для местной аэроионизации, ручка разрядная.
Управление аппаратом при проведении процедур.
Установив ручку регулятора напряжения в положение «О», а тумблер
«Сеть» в выключенное положение, заземляют наконечник сетевого шну-
ра и включают его вилку в розетку с напряжением 220 В. Укрепляют в
кронштейне держатель головного электрода, в головке держателя уста-
навливают головной электрод и подключают к головке наконечник вы-
соковольтного провода. Провод ножного электрода подключают в гнезду
на стенке аппарата. Затем пациент усаживается на стул так, чтобы его
ноги находились на ножном электроде (резиновую обувь снимают), а
головной отстоял от головы на 10—15 см. Включив аппарат тумблером
«Сеть» (при этом загорается глазок сигнальной лампы), устанавливают
ручкой «Установка напряжения, kV» необходимое напряжение на го-
ловном электроде. По окончании процедуры ручку регулятора выводят в
положение «0» и выключают сетевое напряжение тумблером «Сеть». За-
тем вместо провода ножного электрода к гнезду на боковой стенке под-
ключают провод разрядной ручки и касаются этой ручкой головного
электрода, разряжая тем самым конденсаторы выпрямителя-умножи-
теля.
При местной франклинизации шариковый электрод устанавливают в
электрододержателе, который крепят к краю стола или кровати с по-
мощью струбцины. Электрод, провод которого подключается к головке
держателя, устанавливают на расстоянии нескольких сантиметров от
подвергаемого воздействию участка тела. Напряжение на электроде при
местной франклинизации не превышает 20 кВ.
Для проведения процедур групповой аэроионотерапии в держателе
на аппарате укрепляют сферический электрод. При размещении пациен-
тов следует учитывать, что при максимальном напряжении на электроде
на расстоянии 1,5 м от него в секторе с углом 150° в 1 см3 воздуха со-
держится около 1,3 X 10® отрицательных аэроионов.
Индивидуальную местную аэроионотерапию проводят с плоским или
удлиненным электродом. Электрод крепят в держателе на аппарате или
в электрододержателе для местных процедур.
Перед каждой сменой электрода необходимо разряжать конденсато-
ры выпрямителя-умножителя с помощью разрядной ручки.
Портативный индивидуальный аэроионизатор АИР-2 разработан Го-
сударственным институтом курортологии и физиотерапии.
Основные технические данные: производительность около 1,4 млн.
ионов в 1 см3 воздуха на расстоянии 25 см от передней крышки; заряд
ионов отрицательный, напряжение на ионизирующих электродах 3,5 кВ;
питание от сети- переменного тока частотой 50 Гц напряжением 127 и
220 В + 10%; габаритные размеры 240X 177X 155 мм, масса аппарата
1,8 кг.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. II—51. Выпрямитель собран по схеме восьмикратного умножения
напряжения на селеновых столбах VI—V8 и конденсаторах 1—8. Отри-
цательный полюс выпрямителя через ограничительный резистор 1 соеди-
нен с электродом.
Выпрямитель питается от сети через повышающий автотрансформа-
тор Т, в сетевых проводах которого установлен выключатель 5 и предо-
хранитель F. Для подключения к сети 127 или 220 В обмотка автотранс-
форматора имеет отводы. Сигнальная лампа Н питается от отдельной
обмотки.
Общий вид аэроионизатор а показан на рис. II — 52. Аппарат
состоит из металлических основания 1 и корпуса 2. На основании рас-
положены сетевс
можно менять н;
тока. Внутри ос:
рата на напряж
Рнс. IJ
В корпусе а
трической схем]
выпрямителя. Г
новлены электр
на общем осно:
гнальная лампе
Рис.
Аэроионизг
ионов. Содер»
ионизатора до
стоянии 100 сл
Введение а
путем ингаляи
позе на стуле
шит не напряг
128
9 № 1471
положены сетевой выключатель 3, головка 4 винта, с помощью которого
можно менять наклон корпуса и соответственно направление ионного по-
тока. Внутри основания смонтированы панель для переключения аппа-
рата на напряжение питания 127 или 220 В и сетевой предохранитель.
Рис. II —51. Принципиальная электрическая схема аппарата АИР-2.
В корпусе аппарата единым блоком смонтированы детали его элек-
трической схемы — автотрансформатор, конденсатор и селеновые столбы
выпрямителя. Перед пятью отверстиями пластмассовой крышки 5 уста-
новлены электроды — заостренные металлические стержни, укрепленные
на общем основании в виде кольца. В центре кольца смонтирована си-
гнальная лампа, указывающая на включение аппарата в сеть.
Рис. II 52. Общий вид аппарата АИР-2. Объяснение в тексте.
Аэроионизатор создает направленный поток отрицательных аэро-
ионов. Содержание ионов в 1 см3 воздуха на расстоянии 15 см от аэро-
ионизатора достигает 5,4 млн., на расстоянии 50 см — 200 тыс. и на рас-
стоянии 100 см — 30 тыс.
Введение аэроионов с помощью аэроиоиизатора АИР-2 производится
путем ингаляции. При проведении процедуры пациент сидит в удобной
позе на стуле перед аэроионизатором (на расстоянии 30—40 см) и ды-
шит не напрягаясь.
9 № 1471
•и®
Раздел 5
АППАРАТЫ ДЛЯ ТЕРАПИИ ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЯМИ
§ 1. Физические обоснования
и методики проведения процедур
Аэрозолями называются твердые или жидкие частицы, взвешенные в
газообразной среде. В аэрозольтерапии наибольшее применение находят
аэрозоли жидких лекарственных веществ с частицами, радиусы которых
лежат в пределах от 0,5 до 25 мкм. При этом условно аэрозоли с радиу-
сом частиц, превышающим 4 мкм, называют грубодисперсными, а с ча-
стицами, радиус которых меньше 4 мкм—• высокодисперсными. От раз-
меров частиц в сильной степени зависит глубина проникновения аэро-
золя в легкие. Если радиус частиц аэрозоля превышает 50 мкм, то они,
попадая в ротовую и носовую полость, не доходят до трахеи. В трахею
проникают частицы с радиусом меньше 25 мкм, при этом в крупные
бронхи проходят частицы с радиусом, не превышающим 15 мкм. Брон-
хов второго и третьего порядка достигают частицы с радиусом меньше
10 мкм и, наконец, в альвеолы попадают частицы, радиус которых не
превышает нескольких мкм.
За счет большой суммарной поверхности частиц аэрозоля они, кос-
нувшись стенок дыхательного пути, очень быстро всасываются и пере-
ходят в кровь и лимфу, что обеспечивает высокую эффективность их ле-
чебного действия. Для лучшего представления о влиянии распыления на
общую поверхность частиц приведем следующий пример. Поверхность
жидкости, имеющей форму шара объемом 1 мл, составляет 4,84 см2.
При распылении ее на частицы с радиусом 5 мкм поверхность жидкости
увеличивается до 6000 см2, т. е. более чем на три порядка.
Наибольшая скорость всасывания имеет место в альвеолах, поэтому
если целью аэрозольтерапии является общее воздействие на организм
или местное воздействие на нижние участки легких, то стремятся обес-
печить как можно более глубокое прохождение аэрозоля в легкие и
применяют высокодисперсные аэрозоли. Если объектом воздействия яв-
ляются верхние дыхательные пути, то применяют грубодисперсные аэро-
золи.
В последнее время широкое применение находят заряженные аэро-
золи жидких лекарственных веществ — электроаэрозоли. При введении
в дыхательные пути электроаэрозолей происходит их более полное осаж-
дение. Это объясняется в основном взаимным отталкиванием одинако-
во заряженных частиц. Ускоряется и всасывание лекарственных веществ
по сравнению с незаряженными аэрозолями. Применение электроаэрозо-
лей приводит к увеличению концентрации лекарственного вещества в
тканях и жидкостях организма примерно в 1V2—2 раза по сравнению
с обычными аэрозолями. Соответственно возрастает и время сохране-
ния лечебных концентраций лекарственных веществ. Установлено, что
электроаэрозоли (как правило, отрицательно заряженные), так же как
и аэроионы, оказывают положительное нормализующее влияние на раз-
личные органы и системы организма, включая центральную нервную
систему.
Ингаляции аэрозолей проводят как индивидуально с помощью рес-
пираторной маски или мундштука, так и группам пациентов в специаль-
ных помещениях-ингаляториях. В последнем случае применяются камер-
ные ингаляторы большой производительности, создающие в ингалятории
достаточную плотность аэрозоля.
Помимо ингаляций аэрозолей и электроаэрозолей, возможно также
прицельное воздействие ими на открытые участки тела при ожогах и
других поражениях.
130
В качестве генераторов аэрозолей жидких лекарственных веществ
обычно применяются пневматические (форсуночные) распылители (см.
ниже).
Находят применение также центробежные распылители, у которых
под действием центробежной силы пленка жидкости срывается с вра-
щающегося диска, образуя аэрозольные частицы, уносимые воздушным
потоком. Центробежные распылители обладают высокой производитель-
ностью, но с их помощью трудно обеспечить узкий спектр размеров
аэрозольных частиц.
С развитием ультразвуковой техники появились распылители, ис-
пользующие энергию ультразвука. Создаваемый параболическим пьезо-
преобразователем сходящийся пучок ультразвуковых колебаний прохо-
дит снизу через распиливаемый раствор и фокусируется на его поверх-
ности. В результате образуется фонтан жидкости, с поверхности которо-
го срываются частицы аэрозоля.
Важным преимуществом ультразвуковых распылителей является от-
носительно узкий спектр размеров частиц аэрозоля, которые зависят, в
основном, от частоты ультра-
звуковых колебаний. При этом
ультразвуковые распылители
обладают на порядок более
высокой производительностью
по распиливаемой жидкости,
чем пневматические. Однако
производительность зависит от
плотности жидкости и снижа-
ется при распыливании вязких
жидкостей, что ограничивает
возможности ультразвукового
Рис. II-—53. Схема устройства генератора
электроаэрозолей. Объяснение в тексте.
распыления.
Все аэрозоли, получившиеся в результате распыления, имеют элек-
трический заряд. При распаде струи жидкости, отрыве капель происхо-
дит электризация частиц. Однако величина зарядов обычного аэрозоля
невелика. Для повышения заряда частиц применяют их дополнительную
электризацию, в результате чего получают электроаэрозоль.
Рассмотрим принципиальную схему пневматического электроаэро-
зольного распылителя, работающего по принципу эжекции (рис. II — 53).
Сжатый воздух от компрессора (или кислород из баллона) посту-
пает в сопло форсунки 1. Струя воздуха, вытекая с высокой скоростью
из сопла, сжимается, в результате чего создается разрежение около от-
верстия трубки 2. Жидкость 3 засасывается по трубке 2 и смешивается
с потоком воздуха. При этом образуются аэрозольные частицы, попа-
дающие на сферический сепаратор 5. Крупные частицы осаждаются на
сепараторе и стекают в резервуар.
Для придания частицам аэрозоля заряда и получения электроаэро-
золя на воздушное сопло и на соединенную с сепаратором, опущенную
в жидкость трубку подается постоянное напряжение. За счет электро-
статической индукции на поверхности жидкости, вытекающей из труб-
ки, наводятся заряды. Эти заряды остаются на возникающих при рас-
пылениях капельках — образуется электроаэрозоль, который выходит из
распылителя по патрубку 4.
Генератор аэрозоля характеризуется следующими основными пара-
метрами: производительность по воздуху, т. е. расход воздуха в литрах
в минуту; производительность по распиливаемой жидкости, т. е. расход
лекарственного раствора (в граммах в минуту); дисперсность аэрозоля
(обычно указываются предельные радиусы частиц, составляющих подав-
ляющую часть аэрозоля). Для генератора электроаэрозоля дополнитель-
ными параметрами являются полярная объемная плотность заряда
9*
131
аэрозоля, выражаемая в количестве элементарных зарядов (как прави-
ло, отрицательных) в единице объема аэрозоля, а также производитель-
ность по заряду, т. е. величина заряда, сообщаемая частицам за единицу
времени. Важное значение имеет коэффициент униполярности, т. е. мо-
дуль отношения объемной плотности положительных зарядов к объемной
плотности отрицательных зарядов.
В процессе распыления лекарственных веществ происходит охлажде-
ние воздуха, в частности за счет расширения сжатого воздуха при вы-
ходе из форсунки. Кроме того, испарение осевших частиц аэрозоля так-
же приводит к охлаждению дыхательных путей. Во избежание этого
аэрозоль обычно подогревают и температура аэрозоля (около 38° С) —
также важный параметр аэрозольного генератора.
§ 2. Аппараты для электроаэрозольтерапии
Рис. II—54. Общий вид аппарата ГЭИ-1.
Объяснение в тексте.
3 и держателя 2 для
Генератор электроаэрозольный индивидуальный ГЭИ-1 разработан
ВНИИМП и выпускается Харьковским заводом «Точмедприбор». Аппа-
рат применяется для индивидуальной ингаляции электроаэрозолей вод-
ных лекарственных растворов, а также незаряженных аэрозолей масел
и масляных растворов. С помощью
аппарата аэрозоли могут наносить-
ся на поверхность пораженных час-
тей тела, например, при ожогах.
Основные технические данные
аппарата: производительность по
жидкости не менее 0,4 г/мин; рас-
ход сжатого воздуха 4,5 л/мин (при
давлении 1,5 кгс/см2); производи-
тельность по заряду 10“9 А; дисперс-
ность аэрозоля: частицы с радиусом
в пределах 0,5—2,5 мкм составляют
не менее 70%; остальные имеют ра-
диус 2,5—5 мкм; температура аэро-
золя 35+7° С; питание от сети пере-
менного тока частотой 50 Гц, напря-
жением 220 В+Ю%; потребляемая
мощность не более 100 ВА; по за-
щите от поражения электрическим
током аппарат выполнен по классу
II; габаритные размеры 700\625><
Х65 мм; масса генератора в уклад-
ке не более 12 кг.
Генератор (рис. II — 54) состоит
из распылителя с подогревателем 1,
крепления распылителя. Распыли-
тель (рис. II — 55) представляет собой изготовленный из изоляционного
материала корпус 4, к которому присоединены: снизу — стакан 7 с рас-
пыливаемой жидкостью 8 и выходным патрубком 6; сверху — корпус 1
нагревателя в виде спирали 13, питаемой через кабель 14.
В корпусе распылителя вдоль его оси установлено газовое сопло 2,
соединяемое через штуцер 12 с воздуховодом 11. Перпендикулярно га-
зовому соплу установлено жидкостное сопло 5, соединенное с опущен-
ной в жидкость трубкой 9.
Для управления распылением предусмотрена кнопка 10, при нажа-
тии которой перекрывается отверстие, соединяющее жидкостное сопло с
атмосферой. 1?!>
На жидкостно
подается постоян
альную электрич
II — 56) питаете?
ного тока по бес
схеме. Выпрямит
ме удвоения на ,
конденсаторах 1,
ленного напряжс
почка резисторов
ющих безопасное
касании жидкое!
сопла. Индикатор
жения на электрс
новая лампа Л1,
довательно с рези
чайных межэлект
ях напряжение н<
теля падает и лак
Выпрямитель
с помощью сет
К гнездам Ш5 пс
Ш4 провода, под
ние на электро
К кабельной розе
няется вилка Ш.
щего нагреватель
Аппарат рабе
образом. Сжатыг
из газового сопла
стное сопло, поде
н распиливает ее
в центральном кг
разует эжектор,
воздух из корпус;
ким образом, обес
аэрозоля и увелш
кости производите
[
Д! 5П
—н-----
Л Л2
5ГЕ40<?
Рис. II—56. Принци;
ма апп
432
х зарядов (как прави-
также производитель-
я частицам за единицу
гиполярности, т. е. мо-
их зарядов к объемно^
в происходит охлажде-
атого воздуха при вы-
х частиц аэрозоля так-
. Во избежание этого
юзоля (около 38° С) —
ьтерапии
1ЫЙ ГЭИ-1 разработан
«Точмедприбор». Аппа-
электроаэрозолей Вол-
гиных аэрозолей масел
растворов. С помощью
зозоли могут наносить-
ность пораженных час-
фимер, при ожогах.
технические данные
роизводительность по
: менее 0,4 г/мин; рас-
воздуха 4,5 л/мин (при
5 кгс/см2); производи-
заряду 10~9 А; дисперс-
ля: частицы с радиусом
|,5—2,5 мкм составляют
Ь; остальные имеют ра-
икм; температура аэро-
3; питание от сети пере-
i частотой 50 Гц, напря-
В+10%; потребляемая
! более 100 ВА; по за-
ражения электрическим
ат выполнен по классу
ые размеры 700Х625Х
сса генератора в уклад-
2 кг.
р (рис. II — 54) состоит
еля с подогревателем 1,
распылителя. Распыли-
гнный из изоляционного
снизу —стакан 7 с рас-
)м 6; сверху — корпус 1
1бель 14.
овлено газовое сопло 2,
1. Перпендикулярно га-
! соединенное с опущен-
а кнопка 10, при нажа-
щее жидкостное сопло с
На жидкостное и газовое сопла с помощью шнура 3 от выпрямителя
подается постоянное напряжение 350 В. Выпрямитель (см. принципи-
альную электрическую схему, рис.
II — 56) питается от сети перемен-
ного тока по бестрансформаторной
схеме. Выпрямитель собран по схе-
ме удвоения на диодах Д1, Д2 и
конденсаторах 1, 2. В цепи выпрям-
ленного напряжения включена це-
почка резисторов 1—4, обеспечива-
ющих безопасность при случайном
касании жидкостного или газового
сопла. Индикатором наличия напря-
жения на электродах является нео-
новая лампа Л1, включенная после-
довательно с резистором 6. При слу-
чайных межэлектродных замыкани-
ях напряжение на выходе выпрями-
теля падает и лампа гаснет.
Выпрямитель включается в сеть
с помощью сетевой вилки ШЗ.
К гнездам Ш5 подключается вилка
Ш4 провода, подающего напряже-
ние на электроды распылителя.
К кабельной розетке Ш2 присоеди-
няется вилка Ш1 провода, питаю-
щего нагреватель Э.
Аппарат работает следующим
образом. Сжатый воздух, вытекая
из газового сопла, обтекает жидко-
стное сопло, подсасывает жидкость
и распыливает ее. Поток аэрозоля
в центральном канале корпуса об-
разует эжектор, подсасывающий
воздух из корпуса нагревателя. Та-
ким образом, обеспечивается нагрев
Рис. II — 55. Схема устройства рас-
пылителя аппарата ГЭИ-1. Объясне-
ние в тексте.
аэрозоля и увеличивается производительность генератора. Подача жид-
кости производится только при нажатой кнопке на корпусе генератора.
Рис. II — 56. Принципиальная электрическая схе-
ма аппарата ГЭИ-1.
Это уменьшает расход ле-
карственных средств, так как
пациент нажимает на кноп-
ку только в момент вдоха.
Постоянное напряжение,
приложенное к соплам, при-
водит к индуцированию на
частицах аэрозоля зарядов.
Знак зарядов может изме-
няться переключением по-
лярности вилки, подключае-
мой к гнездам выпрямителя.
Шарнирный держатель с
помощью струбцины укреп-
ляется на ручке кресла, кро-
вати. С помощью держателя
генератор может быть уста-
новлен в необходимое поло-
жение относительно пациен-
та. При проведении про-
о
13&
цедуры пациент перед тем, как сделать вдох, нажимает кнопку на кор-
пусе аппарата. По окончании вдоха кнопка отпускается.
Генератор электроаэрозолей групповой ГЭГ-2 разработан ВНИИМП
и выпускается Харьковским заводом «Точмедприбор». Аппарат предна-
значен для проведения групповых электроаэрозольных ингаляций в про-
филактических и лечебных целях, может быть использован также для
дезинфекции помещений и групповой вакцинации.
Рис. II — 57. Общий вид аппарата ГЭГ-2. Объяснение в
тексте.
Основные технические данные: производительность по жидкости
3 г/мин; производительность по воздуху 80 л/мин (при давлении
2 кг/см2); дисперсность аэрозоля — радиус частиц находится в пределах
0,5—5 мкм; полярная объемная плотность—106 элементарных заря-
дов/см3; производительность по заряду 10~8А; питание от сети перемен-
ного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В +10%; потребляемая
мощность не более 800 ВА; по защите от поражения электрическим
током аппарат выполнен по классу 01; габаритные размеры компрессор-
ного блока 525X490X280 мм, распылителя на стойке 1335 X 330 X
ХЗЗО мм, пульта управления 260X 170 Х82 мм; общая масса 100 кг.
Аппарат (рис. II — 57) состоит из трех блоков: распылителя 1 на
стойке 3, пульта управления 2 и компрессора 4. Устройство распылителя
показано на рис. II—58. Распылитель представляет собой частично за-
полненный жидкостью сосуд 5 из прозрачной пластмассы, в центре ко-
торого установлена трубка 3, заканчивающаяся шестью радиально рас-
134
положенными воздушными соплами 2. Трубка помещена в изолятор 4,
в котором размещены шесть жидкостных сопел 1, соединенных с по-
мощью трубок 6 с распыливаемой жидкостью. На изоляторе закреплен
цилиндр 8, несущий крышку 7 распылителя. Крышка установлена с за-
зором относительно сосуда 5.
Рис. II — 58. Схема устройства распылителя аппарата ГЭГ-2.
Объяснение в тексте.
Распылитель монтируется на конце стойки, сквозь которую проходят
воздуховод и кабель. С помощью кабеля постоянное напряжение 600 В
подается через трубку 3 на воздушные сопла 2, и через металлическое
кольцо в основании сосуда на распиливаемую жидкость.
При подаче сжатого воздуха в распылитель он, выходя из газовых
сопел, сжимается и создает разрежение около сопел, соединенных с жид-
костью. Жидкость, вытекая из сопел, распыляется. При этом через от-
верстие в крышке подсасывается дополнительный воздух из помещения.
Частички аэрозоля электризуются в поле между находящимися под
напряжением воздушными и жидкостными соплами.
135
Крупные частицы образовавшегося аэрозоля оседают на стенках со-
суда. Мелкие частицы выходят в помещение через кольцевую щель
между крышкой и сосудом.
Напряжение для электризации аэрозоля создается в пульте управ-
ления (принципиальная электрическая схема на рис. II—59). Напря-
жение сети подается через выключатель В1 (ручка «Компрессор») на
Рис. II — 59. Принципиальная электрическая схема аппарата ГЭГ-2.
компрессор и через выключатель В2 (ручка «Электризация») на выпря-
митель, собранный по схеме удвоения (столб Д1а, Д1б, конденсато-
ры 1, 2). Через ограничительные резисторы 3—8 выпрямленное напря-
жение подается на сопла распылителя. Полярность напряжения и, сле-
довательно, знак заряда аэрозоля может изменяться с помощью пере-
ключателя ВЗ (ручка «Полярность»), Неоновые лампы Л1 и Л2 сигна-
лизируют о включении компрессора и выпрямителя.
Аппарат размещается в трех изолированных друг от друга помеще-
ниях. В ингалятории устанавливается стойка с распылителем, в опера-
торской— пульт управления, в компрессорной — компрессорная уста-
новка. Ингаляторий и операторская должны иметь общую стеклянную
перегородку, позволяющую персоналу наблюдать за пациентами. Инга-
ляторий должен быть снабжен приточно-вытяжной вентиляцией с крат-
ностью обмена воздуха не менее 4. Компрессор соединяется воздухово-
дом со стойкой, и соединительным кабелем с пультом управления. Пульт
соединяется также кабелем со стойкой.
При проведении процедуры пациенты (до 5—6 человек) усажива-
ются на стулья на расстоянии около 1,2 м от стойки. Одежда не должна
стеснять движения грудной клетки. При воздействии на верхние дыха-
тельные пути рекомендуется дышать через нос, на нижние — через рот..
ГЛАВА III
ЭЛЕКТРОТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ
АППАРАТУРА
Раздел 1
ФИЗИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ
И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕДУР
ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ терапии
§ 1. Физические основы действия
высокочастотных колебаний на ткани организма
В основе любых механизмов лечебного действия высокочастотных
колебаний лежит первичное действие их на электрически заряженные
частицы (электроны, атомы и молекулы) веществ, из которых состоят
ткани организма. В действии высокочастотных колебаний различают
две основные группы эффектов — тепловой эффект и так называемый
специфический эффект.
Тепловой эффект, получаемый под действием высокочастотных ко-
лебаний, отличается от теплового эффекта, получаемого другими мето-
дами (грелки, укутывания, инфракрасное облучение и др.), рядом су-
щественных преимуществ. Нагревание тканей токами и полями высокой
частоты происходит не за счет передачи тепла, подведенного к поверх-
ности тела, а за счет непосредственного выделения теплоты в располо-
женных внутри тела тканях и органах. Это позволяет в значительной
степени исключить теплоизолирующее действие слоя кожи и подкож-
ной жировой клетчатки, а также теплорегуляционное действие системы
кровообращения, значительно ослабляющее передачу тепла вглубь с
поверхности тела.
Особенностью теплового действия высокочастотных колебаний яв-
ляется то, что количество теплоты, выделяющееся в тех или иных орга-
нах и тканях организма, зависит как от параметров колебаний, главным
образом частоты, так и от электрических свойств самих тканей. По-
этому, подбирая соответствующим образом частоту колебаний, можно
обеспечить в какой-то степени «термоселективное» действие, т. е. пре-
имущественное выделение тепла в определенных тканях.
Немаловажным преимуществом высокочастотных методов является
возможность легко регулировать мощность колебаний, действующих на
объект, и соответственно интенсивность теплового эффекта, при неко-
торых методах возможно и довольно точное измерение этой мощности.
Специфический эффект от действия высокочастотных колебаний,,
наиболее явно проявляющийся при ультра- и сверхвысоких частотах,
заключается в различных внутримолекулярных физико-химических про-
цессах, или структурных перестройках, которые могут изменять функ-
циональное состояние клеток тканей.
В качестве примеров можно указать на выстраивание в цепочки,
ориентированные параллельно электрическим силовым линиям, эритро-
цитов, лейкоцитов и некоторых других клеток и частиц, ориентирование
по полю поляризованных боковых ветвей белковых макромолекул и др.
Следует отметить, что механизмы «специфического» действия высо-
кочастотных колебаний изучены еще недостаточно и в ряде случаев
имеют характер гипотез, однако многие из них получили не только
теоретическое, но и экспериментальное подтверждение.
137
Для лучшего понимания особенностей действия на организм различ-
ных форм энергии высокочастотных колебаний, зависимости от частоты
глубины проникновения и распределения поглощенной энергии между
тканями и др. необходимо рассмотреть электрические параметры тканей
организма.
Электрические параметры биологических тканей, так же как и лю-
бого другого вещества, могут быть охарактеризованы диэлектрической
проницаемостью е и удельной электрической проводимостью о.
Магнитные свойства биологических тканей выражены очень слабо
и практически при рассмотрении действия высокочастотных колебаний
на ткани организма могут не учитываться.
Электрические характеристики различных тканей в значительной
степени зависят от содержания в них воды с растворенными в ней со-
лями, ионы которых обусловливают проводимость как самого раствора,
так и тканей, его содержащих.
Все ткани тела в соответствии с содержанием в них воды могут быть
разделены на три основные группы: жидкие ткани (кровь, лимфа), пред-
ставляющие водную суспензию клеток и белковых молекул; мышечные
и им подобные ткани внутренних органов (сердце, почки, печень и др.),
также содержащие большое количество воды, но имеющие уплотнен-
ную структуру; ткани с малым содержанием воды (жир, кости).
Ионная проводимость жидких сред в тканях обусловливает ток
проводимости и соответственно потери энергии высокочастотных коле-
баний, которая выделяется в форме джоулева тепла (потери прово-
димости) .
Ионная проводимость однородного электролита практически не за-
висит от частоты, однако наличие в нем взвеси клеток, окруженных
тонкой плохопроводящей мембраной, вызывает в определенном частот-
ном диапазоне изменение величин е и а при изменении частоты коле-
баний.
На низких частотах (до десятков килогерц) ионный ток протекает
только через внеклеточную среду, которая и определяет проводимость
ткани. Заряжающиеся емкости клеточных мембран обусловливают ее
значительную диэлектрическую проницаемость.
С увеличением частоты за счет уменьшения емкостного сопротивле-
ния мембран внутриклеточная среда начинает принимать участие в про-
ведении ионного тока, что приводит к увеличению общей проводимости
ткани. В то же время емкости мембран не успевают полностью заря-
жаться, в результате чего диэлектрическая проницаемость ткани умень-
шается.
Мембраны клеток перестают оказывать влияние на электрические
свойства тканей при частотах, на которых емкостное сопротивление
мембран становится малым по сравнению с сопротивлением внутрикле-
точной среды. Это-происходит на частотах выше 100 МГц.
Указанные выше зависимости справедливы и для жировой и кост-
ной тканей, с той разницей, что в связи с низким содержанием электро-
литов их проводимость и диэлектрическая проницаемость значительно
ниже, чем у тканей с большим содержанием воды.
С дальнейшим повышением частоты на электрические свойства тка-
ней начинают оказывать влияние полярные молекулы воды, представ-
ляющие собой электрические диполи. Полярные молекулы под дейст-
вием электрического поля ориентируются в направлении поля (ориен-
тационная поляризация). Осцилляции полярных молекул в переменном
электрическом поле сопровождаются потерями энергии, которые назы-
ваются диэлектрическими.
Ориентация полярных молекул происходит не мгновенно, а требует
некоторого конечного времени — времени релаксации, имеющего опре-
деленную величину для различных молекул.
138
При относительно низких частотах, когда период колебаний больше
времени релаксации, ориентация молекул происходит в соответствии
с изменением поля и успевает завершиться, в связи с чем диэлектри-
ческие потери энергии малы, а диэлектрическая проницаемость велика.
При повышении частоты ориентация молекул отстает от изменений поля
и не успевает полностью завершиться. Это приводит к уменьшению
диэлектрической проницаемо-
сти ткани и увеличению ди-
электрических потерь (увели-
чение проводимости ткани).
Поскольку время релакса-
ции молекул воды составляет
около 10-11с, изменения е и о
тканей, связанные с полярны-
ми свойствами молекул воды,
начинают существенно сказы-
ваться на частотах выше
с
Рис. III — 1. Зависимость диэлектрической про-
ницаемости (а) н удельного сопротивления (б)
мышечных и жировых тканей от частоты.
Рис. III — 2. Диэлектрик.
а — эквивалентная схема; б — вектор-
ная диаграмма токов в диэлектрике
1000 МГц. На рис. III—1 приведены зависимости от частоты диэлектри-
ческой проницаемости е и удельного сопротивления р (величина, обрат-
ная удельной проводимости о) для мышечной и жировой тканей.
В соответствии с вышеуказанным, как е, так и р уменьшаются с ча-
стотой.
Эквивалентная электрическая схема диэлектрика может быть пред-
ставлена в виде конденсатора С без потерь, шунтированного сопротив-
лением потерь Д (рис. III — 2). Полный ток I, текущий через диэлектрик,
равен векторной сумме активной 1а и реактивной 1р составляющих:
= У -шС)2’
I = V ъ+ъ
где U — напряжение на диэлектрике, а со — угловая частота колебаний.
Диэлектрик характеризуется углом потерь б, дополняющим до 90°
угол сдвига фаз ср между током и напряжением. Угол потерь опреде-
ляется следующим соотношением:
fg6
/аг. 1
/р (ti-R-C
139
Реактивная составляющая тока, не вызывающая потерь энергии,
определяется реактивной проводимостью конденсатора, т. е. диэлектри-
ческой проницаемостью диэлектрика и частотой колебаний.
Активная составляющая тока, вызывающая потери энергии, опреде-
ляется удельной проводимостью диэлектрика. Величина удельной про-
водимости учитывает все виды потерь в диэлектрике, как потери про-
водимости за счет колебательного движения ионов, так и диэлектриче-
ские потери за счет поворотов дипольных молекул.
Потери энергии в единицу времени в единице объема диэлектрика,
находящегося в поле напряженностью Е, могут быть выражены либо
через удельную проводимость: Р = о£2
либо через угол потерь:
Р = <оеео tgbE2,
где Ео — диэлектрическая постоянная.
§ 2. Диатермия
Диатермия — один из первых методов высокочастотной терапии —
была введена в медицинскую практику в начале XX века. Сущность
диатермии заключается в прогревании тканей тела высокочастотным
током (1,5—2 МГц), проходящим между двумя контактно наложенны-
ми на поверхность тела металлическими электродами.
Возможность использования теплового эффекта, создаваемого зна-
чительным по силе током (до 2 А), основана на снижении раздражаю-
щего действия переменного тока с повышением его частоты.
Раздражающее действие тока обусловлено нарушением ионного рав-
новесия между протоплазмой клетки и окружающей клетку средой,
которое происходит вследствие смещения ионов от своего среднего
положения.
При прохождении через ткани переменного тока ионы электролитов,
входящих в состав тканей, приходят в колебательное движение. С уве-
личением частоты тока время движения ионов в одном направлении,
а следовательно, и их максимальное смещение уменьшаются. Соответ-
ственно уменьшается и раздражающее действие тока. При частоте ко-
лебаний порядка несколько сотен килогерц смещение становится соиз-
меримым со смещением в процессе теплового (молекулярного) движе-
ния, и переменный ток никакого раздражающего действия на ткани
организма не оказывает.
Тепловое действие тока при диатермии определяется, в основном,
ионными потерями, т. е. выделением тепла, происходящим при колеба-
тельном движении инов. В связи с относительно низкой частотой, ис-
пользуемой при диатермии, диэлектрические потери в тканях невелики.
Количество тепла q в калориях, выделяемое за единицу времени в еди-
нице объема однородной ткани, может быть рассчитано на основании
закона Джоуля — Ленца: q = 0,24 j2p, где /— плотность тока, р —удель-
ное сопротивление ткани.
На частотах 1—2 МГц удельное сопротивление тканей с большим
содержанием жидкостей (кровь, мышцы, ткани внутренних органов)
составляет 100—200 Ом>см, удельное сопротивление бедных электроли-
тами жировой и костной ткани значительно выше и составляет 2000—
5000 Ом • см.
При проведении диатермии высокочастотный ток проходит после-
довательно через переходное сопротивление между электродом и кожей,
слой кожи и подкожной жировой клетчатки, мышечные и другие глубо-
ко лежащие ткани. В результате относительно более высокого удель-
ного сопротивления кожи и жировой клетчатки в этих тканях выде-
ляется наибольшее количество тепла. Это нежелательное распределение-
теплоты по слоям тканей усугубляется и тем, что при контактном на-
140
ложении электродов непосредственно под ними имеет место повышен-
ная плотность тока, а в глубоко расположенных тканях пути тока
разветвляются и плотность тока значительно снижается. Преимущест-
венный нагрев поверхностных слоев тканей тела — существенный недо-
статок диатермии, ограничивающий возможности ее применения.
При диатермии используют металлические электроды, форма и раз-
мер которых находятся в соответствии с подлежащей воздействию
частью тела. Наиболее часто применяют пластинчатые электроды, ко-
торые изготавливают из луженого свинца толщиной 0,5—1 мм. Элек-
троды располагают обычно друг против друга (поперечно) так, чтобы
подвергаемая воздействию область тела находилась между ними.
Кроме пластинчатых, используют также полые фигурные электроды
из нержавеющей стали: цилиндрические — для кистей рук, яйцевидные
разных размеров — для влагалища, пло-
ские, изогнутые под тупым углом — для
простаты и т. д. Для воздействия на ко-
нечности находят также применение ван-
ночки из пластмассы, наполненные 10%
раствором поваренной соли.
При проведении диатермии в течение
всего времени процедуры должен быть
обеспечен хороший контакт между всей
поверхностью электрода и кожей (слизи-
стой оболочкой). Для этого пластинча-
тые электроды плотно прибинтовывают к
телу с помощью резинового бинта
(рис. III—3), а при необходимости до-
полнительно прижимают мешочками с
песком. При нарушении контакта между
частью поверхности электрода и телом
увеличивается плотность тока и соответ-
Рис. III—3. Наложение электро-
дов при диатермии.
ственно нагрев кожи, что может привести к ожогам. При определенных
условиях между неплотно прилегающим электродом и телом больного
возможно возникновение высокочастотных искр. В связи с выпрямляю-
щим действием искры при этом не исключено прохождение через ткани
и органы импульсов тока низкой частоты, которые могут представить
опасность для больного. Возможность местных ожогов при нарушении
правил наложения электродов — также существенный недостаток диа-
термии.
Тепловое действие высокочастотного тока прямо пропорционально
квадрату его плотности, а следовательно, при определенной площади
электродов и области воздействия—4квадрату силы тока. Поэтому дози-
метрия при диатермии осуществляется измерением высокочастотного
тока в цепи пациента. Величина тока выбирается, исходя из площади
меньшего из примененных электродов и допустимой плотности тока,
составляющей в среднем 0,01—0,015 А/см2. При использовании внутри-
полостных электродов в связи с улучшением контакта и уменьшением
переходного сопротивления между электродом и телом плотность тока
может быть повышена до 0,03 А/см2.
Важным критерием при проведении диатермии являются ощущения,
испытываемые больным. Ощущения жжения или чрезмерного тепла
под электродом свидетельствуют о его неплотном прилегании или не-
ровной поверхности. Эти недостатки должны быть немедленно устра-
нены.
Следует иметь в виду, что величина высокочастотного тока, прохо-
дящего через тело пациента, может служить только для косвенной
оценки энергии, выделяемой в тканях пациента. Это объясняется преж-
де всего тем, что общее количество выделившегося тепла при одной
141
и той же величине тока может колебаться в значительных пределах в
зависимости от сопротивления участка тканей между электродами, ко-
торое, в свою очередь, зависит от площади электродов и строения тка-
ней тела пациента в области воздействия. Кроме того, как уже указы-
валось, при диатермии имеет место крайне неравномерное распреде-
ление тепла между поверхностными и глубоко расположенными слоями
тканей, причем в глубине тела ток разветвляется на параллельные
ветви, проходящие через участки тканей с наименьшим сопротивлением
(кровь, мышцы), обходя костные и жировые ткани. Таким образом,
при диатермии трудно обеспечить местный нагрев определенных участ-
ков тела, особенно при их глубоком расположении.
В связи с указанными выше недостатками диатермии и появлением
новых более эффективных методов диатермия постепенно выходит из
широкой практики, а серийный выпуск аппаратов для диатермии пре-
кращен '.
§ 3. Электрохирургия
Тбпло, образующееся в тканях тела при прохождении через них вы-
сокочастотного тока, используется не только для терапевтических, но
и для хирургических целей — разделения или разрушения тканей.
Необходимое для электрохирургии значительно более интенсивное
образование тепла в области воздействия обеспечивается применением
Рис. III — 4. Схема монополярной электрохирургии,
а — коагуляция; б — резание.
активного электрода с поверхностью в тысячи и десятки тысяч раз
меньшей, чем поверхность второго (пассивного) электрода (так назы-
ваемая монополярная методика). Соответственно возрастает плотность
тока в месте прикосновения активного электрода к тканям тела, что
и обусловливает необходимый эффект действия тока.
Имеется два основных вида электрохирургии: сваривание ткани —
электрокоагуляция и рассечение ткани — электротомия.
При электрокоагуляции активный электрод в форме шара или диска
(рис. III—4, а) плотно прижимается к ткани, после чего на несколько
секунд включается высокочастотный ток. Ткань под электродом нагре-
1 Описание выпускавшейся ранее аппаратуры для диатермии приведено в 1—3-м
изданиях данной книги.
142
чительных пределах в
жду электродами, ко-
родов и строения тка-
того, как уже указы-
авномерное распреде-
сположенными слоями
:ся на параллельные
[ыпим сопротивлением
кани. Таким образом,
в определенных участ-
атермии и появлением
остепенно выходит из
в для диатермии пре-
>ждении через них вы-
я терапевтических, но
крушения тканей.
.но более интенсивное
чивается применением
б
хирургии.
и десятки тысяч раз
электрода (так назы-
о возрастает плотность
да к тканям тела, что
ока.
и: сваривание ткани —
1Т0МИЯ.
форме шара или диска
осле чего на несколько
под электродом нагре-
гтермии приведено в 1—3-м
вается до температуры 60—80°С, при которой происходит необратимое
свертывание тканевых белков. Внешне это проявляется в побелении
ткани около краев электрода. Глубина действия электрокоагуляции
обычно не превышает диаметра примененного электрода, что объясняет-
ся резким уменьшением плотности тока с увеличением расстояния от
электрода.
Электрокоагуляция используется для удаления папиллом, борода-
вок, грануляций, в стоматологии для умерщвления нерва зуба, в косме-
тике и других случаях. Важной обла-
стью применения электрокоагуляции
является остановка кровотечений при
операциях (см. ниже). Н
Распространена и биполярная ме- /яШ
тодика электрокоагуляции, при кото- ИИ
рой оба выхода генератора соединены
с двумя активными электродами, кон- ИИ|
структивно объединенными в один би- ИН
полярный электрод. Биполярная мето- 1тГ |г
дика особенно удобна при коагуляции В
выступающих над поверхностью тела /И
участков тканей, а также при останов- / V.
ке кровотечений. С этой целью приме- Ш Ш
няется биполярный пинцет (рис. И II/
III—5), которым захватывается конец я |
кровоточащего сосуда. Для биполяр- |
ной методики характерна локальность 51 |
распространения высокочастотного ?1| § ;
тока, что выгодно отличает ее от моно- ? J §
полярной. < §
При электротомии (см. рис. it
III—4, б) активный электрод имеет [
форму тонкого лезвия, которым прика- I
саются к телу и после включения вы- j
сокочастотного тока проводят без дав-
ления по поверхности рассекаемой I Д'Т В
ткани. Применяются также активные
электроды в виде иглы или проволоч-
ного кольца. ~ Л——---
Вследствие интенсивного нагрева
ткани под электродом ее клеточная и Рис. III — 5. Биполярный пинцет,
межклеточная жидкости мгновенно
(со взрывом) испаряются и разрывают ткань. Величина тока и скорость
движения активного электрода определяют глубину разреза (обычно
несколько миллиметров) и степень коагуляции тканей.
При более быстром движении электрода по краям раны остается
только тончайший слой коагулированной ткани и разрез почти не от-
личается от разреза скальпелем. В случае необходимости одновременно
с разрезом получить струп, например, при операциях на сильно крово-
точащих тканях, активный электрод перемещают медленнее.
Электротомия имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным хи-
рургическим разрезом с помощью скальпеля. При электротомии полу-
чается почти бескровный разрез. Малые сосуды свариваются и заку-
пориваются в процессе резания. Для коагуляции более крупного сосуда
он захватывается кровоостанавливающим зажимом, к которому прика-
саются активным электродом.
Коагуляция краев раны вместе с сосудами, помимо устранения по-
терь крови и облегчения работы хирурга, исключает также проникно-
вение инфекции в кровяное русло и лимфатические пути. Частицы тка-
143
ни, попадающие на активный электрод, разрушаются, что сохраняет
стерильность электрода и исключает возможность переноса злокачест-
венных клеток на здоровый участок ткани.
При электрохирургическом разрезе оказываются коагулированными
также окончания нервных волокон в полости раны, в связи с чем зна-
чительно уменьшаются боли в послеоперационный период.
При проведении электротомии или электрокоагуляции активный
электрод закрепляется в цанговом зажиме держателя, соединенного
проводом с выходной клеммой аппарата. Для включения и выключения
высокочастотного тока на держателе устанавливается кнопочный
прерыватель. Применяется также управление с помощью ножной пе-
дали.
Пассивный электрод — свинцовая пластина толщиной около 1 мм
крепится обычно на конечности оперируемого. Для исключения ожогов
под пассивным электродом он не должен иметь складок и других не-
ровностей и должен плотно прилегать к телу. Иногда под электрод под-
кладывают матерчатую прокладку, смоченную подсоленной водой.
В этом случае необходимо следить за влажностью прокладки, не допу-
ская ее высыхания во время операции.
Применяются также гибкие пассивные электроды из тонкой (около
0,2 мм) пластины нержавеющей стали. Такой электрод может быть
подложен под пациента или обернут вокруг конечности. Края таких
электродов покрывают изоляционным материалом.
Площадь пассивного электрода должна быть достаточной для рас-
сеивания тепла находящимися под электродом тканями тела без за-
метного повышения их температуры. Расчет необходимой площади элек-
трода может быть произведен исходя из удельной высокочастотной
мощности 1,5 Вт/см2.
При использовании аппаратов малой мощности (до 10 Вт) возмож-
но проведение электрохирургических вмешательств и без пассивного
электрода. Цепь высокочастотного тока замыкается при этом через рас-
пределенную емкость пациента относительно земли. Соответствующий
метод высокочастотной электрохирургии называется монополярным.
Большинство электрохирургических аппаратов не имеют приборов
для измерения высокочастотной мощности или тока. Необходимая для
проведения электрохирургического вмешательства величина выходной
мощности подбирается обычно хирургом экспериментально до опера-
ции. Для этой цели можно использовать кусок мяса. Дополнительная
регулировка выходной мощности производится по указанию хирурга во
время операции.
При применении высокочастотной электрохирургии особое внимание
должно быть уделено опасности высокочастотных ожогов. Это связано
с использованием значительных величин высокочастотного тока,
контактным наложением электродов и отсутствием у находящегося
под наркозом больного нормальной реакции на тепловое действие
тока.
Среди большого количества причин, вызывающих высокочастотный
ожог, наиболее распространенной является нарушение цепи высоко-
частотного тока из-за плохого прилегания пассивного электрода или
обрыва провода, соединяющего пассивный электрод с заземленным по
высокой частоте выходом аппарата. В этом случае цепь высокочастот-
ного тока может замкнуться через место касания тела пациента с ка-
ким-либо заземленным предметом. В связи с малой площадью контакта
в месте касания возможен высокочастотный ожог. Учитывая особую
важность непрерывности цепи пассивного электрода, в аппаратах с вы-
ходной мощностью более 50 Вт применяется автоматическое устройство,
отключающее высокочастотный генератор при нарушении соединения
пассивного электрода с выходом аппарата.
144
шаются, что сохраняет
:ть переноса злокачест-
отся коагулированными
зны, в связи с чем зна-
1й период.
юкоагуляции активный
ржателя, соединенного
слючения и выключения
авливается кнопочный
: помощью ножной не-
толщиной около 1 мм
1ля исключения ожогов
ь складок и других не-
тогда под электрод под-
ю подсоленной водой,
ью прокладки, не допу-
'роды из тонкой (около
электрод может быть
конечности. Края таких
м.
ь достаточной для рас-
тканями тела без за-
>ходимой площади элек-
чы-юй высокочастотной
:ти (до 10 Вт) возмож-
1ьств и без пассивного
тся при этом через рас-
тили. Соответствующий
1ется монополярным.
ов не имеют приборов
тока. Необходимая для
гва величина выходной
риментально до опера-
мяса. Дополнительная
ю указанию хирурга во
эургии особое внимание
ях ожогов. Это связано
(ысокочастотного тока,
твием у находящегося
на тепловое действие
ющих высокочастотный
рушение цепи высоко-
дивного электрода или
трод с заземленным по
гчае цепь высокочастот-
ия тела пациента с ка-
лой площадью контакта
жог. Учитывая особую
рода, в аппаратах с вы-
Ьматическое устройство,
!нарушении соединения
Высокочастотный ожог может возникнуть и при исправной цепи
пассивного электрода, если на пациента при проведении операции нало-
жен заземленный электрод какого-либо диагностического прибора, на-
пример, электрокардиографа. Часть высокочастотного тока, проходя
через этот электрод, может вызвать под ним ожог.
Для исключения высокочастотных ожогов при подготовке к опера-
ции и ее проведении должны строго выполняться правила, приведенные
в инструкции по эксплуатации электрохирургического аппарата.
В связи с возможностью появления высокочастотных искр между
активным электродом и телом пациента значительную опасность пред-
ставляет также воспламенение и детонация ряда газообразных нарко-
тиков, а также жидких дезинфицирующих веществ. По этой причине
при работе аппарата для электрохирургии не допускается применение
таких взрывоопасных наркотических веществ, как эфир, циклопропан
и некоторые другие. Не следует приступать к операции до того, как
будут убраны куски ваты, марли и другие гигроскопические материалы,
пропитанные спиртом или иным горючим дезинфицирующим веществом.
§ 4. Дарсонвализация и терапия током надтональной частоты
Дарсонвализация была первым методом высокочастотной терапии,
предложенным еще в конце прошлого столетия французским врачом и
физиком д’Арсонвалем (отсюда и название метода).
Д’Арсонваль предложил использовать с лечебной целью воздействие
на организм электромагнитными колебаниями, которые в то время ‘по-
лучались с помощью искровых генера-
торов и имели частоту в пределах
200—500 кГц. Колебания, использо-
вавшиеся д’Арсонвалем, имеют резко
затухающий характер и следуют от-
дельными сериями с паузой между
ними. Вследствие этого средняя мощ-
ность колебаний при дарсонвализации
незначительна и тепловой эффект в
тканях организма полностью отсутст-
вует. При этом первые колебания в
каждой серии имеют достаточно высо-
кое напряжение и ими обусловливает-
ся основное физиологическое действие.
Д’Арсонвалем было предложено
как общее, так и местное воздействие,
различающееся по технике проведе-
ния.
В настоящее время дарсонвализа-
ция рассматривается как метод воз-
действия высокочастотными колеба-
ниями в импульсном режиме, а общее
и местное воздействие, как два само-
стоятельных метода с различным ме-
ханизмом физиологического действия
на организм.
Источником колебаний при обоих
Рис. III—6. Соленоид для общей
дарсонвализации.
методах является электронно-лампо-
вый генератор, работающий на выде-
ленной частоте и создающий импульс-
но-модулированные высокочастотные колебания высокого напряжения.
При общем воздействии пациент помещается внутри большой ка-
тушки (соленоида), включенной в колебательный контур генератора.
10 № 1471
145
На рис. Ill—6 показана вертикально расположенная катушка — со-
леноид, применявшаяся в искровых аппаратах для общей дарсонвали-
зации. Ток, протекающий по виткам катушки, образует внутри нее
высокочастотное магнитное поле с максимальной индукцией 1—2 мТ.
За счет емкостной связи между телом больного и витками катушки
на него действует также высокочастотное электрическое поле.
Таким образом, при общей дарсонвализации пациент находится в
зоне действия электромагнитного поля (поле индукции), возбуждаемого
в соленоиде высокочастотным током. В соответствии с формой тока и
поле имеет импульсный характер. Каких-либо ощущений при проведе-
нии процедуры общей дарсонвализации больной не испытывает. Для
суждения о наличии колебаний ему в руку дается неоновая индикатор-
ная лампа, которая светится под действием поля.
Рис. III—7. Схема проведения процедуры местной дарсонвализации.
Так как аппараты для общей дарсонвализации являются мощным
источником радиопомех, эксплуатация их производится в экранирован-
ной кабине. В связи с этим общая дарсонвализация, несмотря на соз-
дание новой электронно-ламповой аппаратуры (см. раздел 3), широ-
кого распространения не получила.
При местной дарсонвализации (рис. III—7) воздействие осущест-
вляется с помощью стеклянного электрода, наполненного воздухом при
давлении 0,1—0,5 торр (рис. III — 8). На электрод подаются импульсы
высокочастотных колебаний с пиковым напряжением до 20—30 кВ. Та-
кое высокое напряжение создается с помощью повышающего транс-
форматора, который помещается либо в самом аппарате, либо в электро-
додержателе, используемом в качестве ручки. При проведении процеду-
ры электрод перемещается по поверхности подвергаемого воздействию
участка тела, либо (при действии на слизистые оболочки полостей, на-
пример, при использовании ректального электрода) устанавливается
неподвижно. При этом для высокочастотного тока между цоколем элек-
трода и телом больного образуется следующая цепь: ионизированный
газ внутри электрода, емкость его стеклянной стенки и слой воздуха
между электродом и поверхностью кожи (или слизистой), в котором воз-
никает коронный разряд в форме «тихого» или слабого искрового. Бла-
годаря ограничивающему ток действию малой емкости стеклянной стен-
ки электрода разряд не достигает интенсивности, при которой он мог бы
оказать раздражающее действие или вызвать болевое ощущение.
146
Если электрод отдалять от поверхности тела, то, увеличивая таким
образом долю напряжения, приходящегося на воздушную прослойку,
можно несколько повысить интенсивность разряда и получить более за-
метное искрение под электродом.
Для замыкания цепи высокочастотного тока второй электрод не при-
меняется. Ток проходит через распределенную емкость пациента на
Рис. III — 8. Электроды для местной дарсонвализации.
а —ушной; б — вагинальный; в — гребешковый; г — ректальный большой; д — ректальный
малый; е — грибовидный малый; ж — грибовидный большой.
землю, как это условно показано на рис. III—7, где обозначено: 1 —•
аппарат, 2 — электрод, 3—пациент, 4 — силовые линии высокочастот-
ного поля.
При местной дарсонвализации ощущается легкое раздражение кож»
и весьма незначительное поверхностное тепло. При увеличении длины
искр возникает более сильное раздражение, но, как правило, без за-
метных явлений прижигания. Для прижигающего действия может при-
меняться специальный электрод с металлическим острием на конце.
Таким образом, действующим фактором при местной дарсонвали-
зации является высокочастотный электрический разряд, возникающий
между электродом и поверхностью тела больного и изменяющийся по-
интенсивности от «тихого», почти не вызывающего особых ощущений,
до слабого искрового, оказывающего уже раздражающее, а в отдельных
случаях и легкое прижигающее воздействие.
Терапия током иадтональной частоты. В начале 60-х годов Д. А. Си-
ницким был предложен новый лечебный метод с использованием высо-
кочастотного тока. Метод имеет много общего с местной дарсонвализа-
10'
147
цией. Высокочастотный генератор создает непрерывные электрические
колебания с частотой 22 кГц. Напряжение генератора повышается
с помощью высокочастотного трансформатора до 4,5 кВ и по однопро-
водному кабелю с высоковольтной изоляцией подается на стеклянный
заполненный неоном электрод, по форме не отличающийся от электро-
дов для местной дарсонвализации. Процедура проводится также ана-
логично местной дарсонвализации. Цепь высокочастотного тока про-
ходит через тлеющий газовый разряд в электроде, его стеклянную
стенку, ткани пациента и замыкается через распределенную емкость
пациента на землю.
Основными действующими физическими факторами являются высо-
кочастотный ток и тихий искровой разряд в области контакта электрода
с кожей или слизистой оболочкой. Вследствие искрового разряда в воз-
духе образуется небольшое количество озона.
При проведении процедуры больной испытывает ощущения умерен-
ного тепла в области воздействия. Однако в отличие от местной дарсон-
вализации раздражающее действие практически отсутствует. Это объяс-
няется значительно меньшим напряжением на электроде. Ощущения
пациента являются основой для регулировки интенсивности воздействия.
Этой же цели служит свечение газа в электроде, яркость которого за-
висит от проходящего через электрод тока.
В результате воздействия усиливается местное кровообращение, сти-
мулируются обменные процессы в тканях, что обусловливает противо-
воспалительное, обезболивающее действие процедуры. Метод был на-
зван терапией током надтональной частоты (термин ультразвуковая
частота не мог быть использован, так как он уже применяется в назва-
нии метода воздействия механическими колебаниями). Он нашел при-
менение при лечении ряда гинекологических, кожных, местных воспали-
тельных и некоторых других заболеваний.
§ 5. Индуктотермия
Тецловой эффект в тканях организма может быть получен не только
с помощью высокочастотного электрического тока (диатермия) или
поля (УВЧ-терапия), но и при воздействии высокочастотным магнит-
ным полем за счет явления электромагнитной индукции. Соответствую-
щий метод называется индуктотермией.
Магнитное поле при индуктотермии создается с помощью катушки
(индуктора), обтекаемой высокочастотным током.
При действии переменного магнитного поля в тканях организма на-
водится электродвижущая сила индукции, вызывающая образование
в них так называемых вихревых токов. На создаваемом этими токами
тепловом эффекте и основан метод индуктотермии.
Схематическое изображение силовых линий магнитного поля и на-
веденных им вихревых токов в конечности, обвитой спиралью, приве-
дено на рис. III—9, а. На рисунке пунктиром обозначены проходящие
внутри спирали силовые линии поля. Вихревые токи протекают в пло-
скостях, перпендикулярных плоскости рисунка, и обозначены сплош-
ными линиями.
Эквивалентной электрической схемой индуктора (при проведении
процедуры) является высокочастотный трансформатор, нагруженный на
сопротивление, эквивалентное активному сопротивлению тканей орга-
низма (рис. III—9, б).
Количество тепла q> выделяемое под действием высокочастотного
магнитного поля в единицу времени в единице объема ткани, прямо
пропорционально квадрату частоты колебаний р, квадрату напряжен-
ности Н2 магнитного поля и удельной проводимости о ткани:
148
Наибольшее образование тепла при индуктотермии, в отличие от
диатермии и УВЧ-терапии (см. ниже), происходит в тканях с большей
проводимостью, т. е. в жидких средах
(кровь, лимфа) и наиболее снабжен-
ных ими тканях, например, в мышеч-
ной.
Бесконтактное воздействие и пре-
имущественное выделение тепла в
мышечных и других глубоколежащих
тканях (сравнительно со слоем кожи и
подкожной жировой клетчатки) явля-
ется важным преимуществом индукто-
термии, которое обусловливает ее ши-
рокое применение.
Однако индуктотермии присущи и
определенные ограничения. Как уже
указывалось, выделение тепла в тка-
нях пропорционально квадрату напря-
женности магнитного поля. Поскольку
магнитное поле по мере удаления от
витков спирали ослабляется, то и ко-
личество выделившейся теплоты в тка-
нях быстро убывает с глубиной.
Существенно ухудшают распреде-
ление энергии между тканями тела
емкостные токи, протекающие в цепи
между витками спирали и телом (со-
ответствующие емкости показаны ус-
ловно на рис. III—10). Эти токи вы-
зывают нагрев поверхностно располо-
женных тканей, имеющих относитель-
но малую проводимость.
Для уменьшения этого нежелатель-
ного эффекта должны соблюдаться оп-
ределенные условия. Количество вит-
ков индуктора должно быть невелико
и тем меньше, чем выше частота коле-
баний. Это объясняется увеличением
емкости между витками и телом при
увеличении числа витков и уменьшени-
ем емкостного сопротивления воздуш-
ного зазора с повышением частоты.
По указанным причинам количест-
во витков спирали обычно не превы-
шает четырех, а частота колебаний —•
Рис. III — 9. Схематическое изобра-
жение принципа индуктотермии.
а — высокочастотное магнитное поле и вих-
ревые токи в тканях; б — эквивалентная
схема индуктора с объектом.
40 МГц. Нижний предел частоты определяется необходимостью эффек-
тивного нагрева тканей, имеющих по сравнению с проводниками низкую
Рис. III—40. Схема емкостей, образующихся при
использовании индуктора в виде цилиндрической
спирали.
электропроводность, и по-
этому составляет не менее
10 МГц.
Для того чтобы еще
больше ослабить действие
электрического поля, необ-
ходимо между витками ка-
тушки, а также между вит-
ками и телом больного
иметь определенные зазоры (порядка 1 см). Наличие зазоров позволяет
также исключить действие на тело больного магнитного поля высокой
149
напряженности, которое имеет место непосредственно около витков ин-
дуктора, и тем самым обеспечить более равномерный прогрев тканей по
глубине.
На рис. III—11 показаны силовые линии магнитного поля и отно-
сительное распределение температуры внутри однородного токопрово-
дящего цилиндра диаметром d, помещенного внутри спирали диамет-
ром D, обтекаемой высокочастотным током: без зазора (а) и с неболь-
шим зазором (б). Как видно из сравнения графиков, во втором случае
по указанной выше причине получается более равномерное распределе-
ние температуры.
Рис. III — 11. Распределение поля и температуры внутри однородного диэлек-
трика (мышечная ткань) при воздействии переменным магнитным полем.
а — без зазора; б — с зазором.
Хотя наличие зазоров и улучшает равномерность нагрева тканей на
глубине, однако значительно увеличивать зазор нельзя, так как при
этом для поддержания необходимой напряженности магнитного поля
в тканях приходится увеличивать ток в индукторе, т. е. подводимую к
нему мощность. При этом возникает опасность перегрева самого ин-
дуктора.
При проведении процедур индуктотермии может использоваться как
магнитное поле, образующееся внутри цилиндрической спирали (соле-
ноида), в которую помещается часть тела (обычно конечность), так и
поле рассеяния плоской спирали, наложенной на поверхность соответ-
ствующего участка тела.
Спираль образуется с помощью так называемого кабельного индук-
тора (см. рис. III—38).
Кабельный индуктор представляет собой гибкий многожильный про-
водник длиной 2—3 м, покрытый толстым слоем резиновой изоляции
и имеющий наконечники для присоединения к выходным гнездам аппа-
рата.
150
Кабельный индуктор в виде плоской спирали используется для воз-
действия на значительные участки тела, имеющие относительно ровную
поверхность, например, область спины. Для этого кабель укладывается,
как это схематически показано на рис. III—12.
Необходимые зазоры при использовании кабельного индуктора обес-
печиваются с помощью гребенок из изоляционного материала, фикси-
рующих витки кабеля, а также с по-
мощью матерчатой прокладки, напри-
мер, полотенца, между телом и вит-
ками.
Между витками плоской спирали и
пересекающим их концом кабеля необ-
ходима дополнительная изоляция с
помощью специальной изолирующей
втулки.
При использовании кабельного ин-
дуктора возможны различные конфи-
гурации как плоской, так и цилиндри-
ческой спиралей, однако количество
образуемых витков и величины зазо-
ров должно находиться в определен-
ных пределах, зависящих, помимо
выше указанных соображений, от вы-
ходных характеристик аппарата и
обычно указываемых в его описании.
Кроме кабельного индуктора, про-
цедуры индуктотермии могут прово-
Рис. III—12. Схемы расположения
кабельного индуктора в виде плос-
кой спирали.
диться с помощью различного размера
дисковых индукторов. Дисковый индуктор представляет собой жестко
закрепленную плоскую спираль из металлической трубки, заключенную
в пластмассовую коробку. При проведении процедуры индуктор закреп-
ляется в специальном шарнирном держателе и соединяется с выходны-
ми гнездами аппарата с помощью двух гибких проводов, аналогичных
по устройству кабельному индуктору. С помощью держателя дисковый
индуктор устанавливается около подвергаемой воздействию части тела
с небольшим зазором, который указывается в описании аппарата и
обычно не превышает 1 см.
Разновидностью дискового индуктора является резонансный индук-
тор (см. рис. III—38). С помощью резонансного индуктора осущест-
вляется также воздействие на ткани тела переменным магнитным полем
с частотой, используемой при УВЧ-терапии, т. е. в диапазоне 25—
40 МГц (см. рис. III—56).
С повышением частоты колебаний увеличивается доля емкостных
токов, протекающих между витками индуктора и телом больного. По-
этому при использовании индуктора на частоте порядка 40 МГц при-
меняются специальные меры для уменьшения этих токов. Катушка ре-
зонансного индуктора имеет несколько витков, причем крайние витки,
находящиеся под наибольшим высокочастотным потенциалом, отодви-
нуты назад от плоскости катушки и загнуты несколько к ее оси, так
что они как бы экранированы от тела средними витками.
Позади катушки в общем изоляционном корпусе находится воз-
душный конденсатор. Конденсатор подключен параллельно катушке,
образуя с ней контур, настроенный в резонанс с частотой генератора.
В контуре протекают значительные токи, необходимые для создания
достаточного магнитного поля катушки. Ток в проводах, соединяющих
резонансный контур с генератором, невелик, и эти провода, в отличие
от проводов, питающих обычные дисковые индукторы, имеют небольшое
сечение.
151
Резонансные индукторы входят в комплекты аппаратов для УВЧ-те-
рапии, существенно расширяя их функциональные возможности. Кон-
струкция индукторов описана в разделе 5 данной главы, посвященном
описанию аппаратов.
Дозиметрия при индуктотермии сопряжена со значительными труд-
ностями. Измерение мощности высокочастотных колебаний, поглощен-
ной тканями тела больного, представляет собой сложную техническую
задачу, главным образом из-за относительно низкого КПД индукторов,
который к тому же зависит от величины магнитной связи индуктора
с тканями тела больного. В связи с этим серийные аппараты для индук-
тотермии не имеют устройств для объективной дозиметрии, и дозировка
при проведении процедур осуществляется, в основном, по ощущениям
больного. Ощущения теплоты в области воздействия (более глубокое
чем при диатермии) не должны иметь болезненного или неприятного
оттенка.
Жжение в каком-либо ограниченном участке тела свидетельствует
о том, что витки индуктора в этом месте слишком близко прилегают к
телу, вследствие чего образуется участок с повышенной напряженностью
поля и, следовательно, более интенсивным образованием тепла. В этом
случае зазор между индуктором и телом больного в соответствующем
месте должен был увеличен.
Для дозиметрического контроля процедуры индуктотермии, хотя и
весьма приближенного, может использоваться стрелочный прибор аппа-
рата, измеряющий анодный ток ламп выходного каскада генератора,
либо величину ему пропорциональную. Величина этого тока при пра-
вильной настройке колебательных контуров в аппарате в определен-
ных пределах пропорциональна выходной мощности генератора. Это
позволяет, ориентируясь на показания прибора, оценивать интенсив-
ность воздействия (слаботепловое, тепловое и интенсивно-тепловое), а
также воспроизводить условия проведения процедур.
§ 6. УВЧ-терапия
УВЧ-терапия, наиболее распространенный электролечебный метод,
представляет собой воздействие на ткани тела больного электрическим
полем ультравысокой частоты.
Электрическое поле создается с помощью двух конденсаторных элек-
тродов, соединенных проводами с генератором УВЧ колебаний. Подвер-
гаемая воздействию часть тела помещается между электродами или
при внутриполостных воздействиях один из электродов вводится в соот-
ветствующую полость организма, а второй — располагается около по-
верхности тела.
При частотах, используемых для УВЧ-терапии (25—50 МГц), наря-
ду с потерями в.тканях тела за счет ионной проводимости начинают
сказываться диэлектрические потери за счет ориентационных колебаний
дипольных белковых молекул. Изменения в клеточных и молекулярных
структурах тканей под влиянием электрического поля УВЧ обусловли-
вают, помимо теплового, «специфическое» действие поля. В связи с этим
УВЧ-терапию проводят не только в тепловой (т. е. при выраженном
ощущении тепла), но и слаботепловой и даже нетепловой дозировке.
Распределение тепла между поверхностными и глубоко расположен-
ными тканями тела больного при УВЧ-терапии значительно более бла-
гоприятно чем при диатермии. В связи с увеличением в десятки раз
частоты колебаний уменьшается емкостное сопротивление тканей и со-
ответственно увеличивается реактивная (емкостная) часть проходящего
через них высокочастотного тока.
Этим объясняется относительное уменьшение нагрева поверхностных
слоев тканей, имеющих меньшую проводимость, чем глубоко располо-
152
женные. Увеличение доли емкостной составляющей тока, которая про-
ходит через подкожный жировой слой, не нагревая его, приводит к
уменьшению активной составляющей тока, вызывающей нагрев ткани.
Аналогично высокочастотный ток проходит в виде емкостного тока че-
рез слои жировой ткани, окружающие отдельные органы, а также через
костную ткань в костный мозг. Таким образом, при УВЧ-терапии обес-
печивается значительно более эффективное чем при диатермии воздей-
ствие на внутренние ткани и органы.
Рис. III — 13. Эквивалентная
электрическая схема электро-
дов с объектом при УВЧ-тера-
пии.
Рис. III — 14. Силовые линии
электрического поля, образо-
ванного двумя пластинами.
а — при расстоянии между пласти-
нами меньше их диаметра; б — прн
расстоянии между пластинами
больше их диаметра.
Рис. III — .15. Графики распределения температуры в однородном диэлектрике
(мышечная ткань) при воздействии электрическим полем УВЧ.
а — без зазоров; б — с зазорами по 1 см; в — с зазорами по 2 см.
Важным преимуществом УВЧ-терапии по сравнению с диатермией
является возможность проводить процедуры с зазорами между электро-
дом и поверхностью тела. Это объясняется тем, что емкостное сопротив-
ление участка цепи, образованного воздушным зазором (емкость Со,
см. рис. III—13), в диапазоне УВЧ соизмеримо с сопротивлением тела
больного (параллельно включенное сопротивление R и емкость С).
На частотах же, применяемых в диатермии, сопротивление воздушных
зазоров настолько велико, что ток в цепи в этом случае практически не
проходит.
Наличие зазоров позволяет значительно уменьшить нежелательный
нагрев поверхностных тканей, так как область около электродов, в ко-
торой имеется наибольшая концентрация силовых линий поля, распола-
гается при этом вне тела больного. Весьма существенно также удобство
проведения процедуры УВЧ-терапии, так как не требуется обеспечивать
контакт между электродом и телом, необходимый при диатермии.
Нагрев тканей тела в электрическом поле УВЧ пропорционален
квадрату напряженности поля. В неоднородном поле, имеющем место в
153
реальных условиях, напряженность различна и характеризуется концен-
трацией силовых линий поля.
В отсутствии тела больного поле между электродами наиболее рав-
номерно в центре, к периферии силовые линии за счет краевого эффек-
та искривляются (рис. III—14). Область равномерного поля тем боль-
ше, чем меньше отношение расстояния между электродами к их диа-
метру. При расположении больного между электродами линии поля
в связи с негомогенной структурой нигде не идут равномерно, они ис-
кривляются и в средней зоне так, что наибольшая напряженность поля
Рис. III —16. Распределение силовых линий электрического поля при УВЧ-терапии.
Степень затемнения объекта характеризует интенсивность нагрева.
имеется под электродами. В связи с этим при отсутствии или малых
воздушных зазорах наибольшее выделение тепла имеет место на по-
верхности тела и резко спадает с глубиной (рис. III—15, а). Для обес-
печения более равномерного распределения тепла между поверхност-
ными и глубоко расположенными тканями увеличивают величину зазо-
ров до нескольких сантиметров. При этом, как уже указывалось, наи-
более неоднородная часть поля около электродов оказывается вне тела
и равномерность воздействия по глубине значительно улучшается
(рис. III—15, б, в). Для того чтобы при значительных зазорах обеспе-
чить достаточно эффективный нагрев тканей, аппарат для УВЧ-терапии
должен обеспечить возможность увеличения напряжения на электро-
дах, так как при увеличении зазоров увеличивается доля приходяще-
гося на них напряжения.
Выбором величины электрода, величины зазора, а также наклона
электрода по отношению к поверхности тела можно обеспечивать пре-
имущественное воздействие на определенный участок тела. Если элек-
троды одинаковые, то воздействие более интенсивно со стороны элек-
трода, расположенного с меньшим зазором (рис. III—16, а). То же са-
мое имеет место и при использовании одного электрода меньшего раз-
мера (рис. III—16, б). При установке электрода наклонно к поверхно-
154
сти тела происходит концентрация поля около края электрода, распо-
ложенного ближе к телу, в результате чего также имеет место изби-
рательный нагрев (рис. III—16, в). Такой способ применяется при на-
греве складок тела, например, между щекой и носом.
При воздействии на неровные поверхности тела на его выступаю-
щих частях происходит концентрация поля и перегрев. В этом случае
либо увеличивают зазор (рис. III—16, г), либо применяют гибкие элек-
троды (см. ниже), облегающие неровности тела.
Конденсаторные электроды, применяемые при УВЧ-терапии, пред-
ставляют собой металлическую круглую или прямоугольную пластинку,
цилиндр или проводник другой формы, изолированные со всех сторон
для защиты от ожогов, которые могут иметь место при касании их.
Электроды обычно имеют жесткую конструкцию и укрепляются на
концах электрододержателей аппарата. Наиболее часто применяются
жесткие электроды с круглой пластиной различного диаметра. Исполь-
зуются также жесткие конденсаторные электроды специального назна-
чения— вагинальный, в виде металлического стержня, помещенного
внутри пластмассового или стеклянного цилиндрического кожуха, под-
мышечный, имеющий изолирующий корпус в виде треугольной призмы,
с вогнутой сферической поверхностью для воздействия на фурунку-
лы и др.
Помимо жестких, находят применение гибкие электроды, изготовлен-
ные из запрессованной в резину металлической фольги или сетки. Для
увеличения зазора между телом и гибким электродом под него под-
кладывается одна или несколько прокладок из перфорированного фет-
ра. Гибкий электрод и прокладки либо фиксируются тяжестью тела
больного, либо укрепляются на теле эластичным резиновым бинтом.
Дозировка при УВЧ-терапии основывается на ощущениях тепла па-
циентом. Для ориентировки медицинского персонала, особенно важной
при нарушениях тепловой чувствительности, многие аппараты для
УВЧ-терапии имеют прибор, измеряющий анодный ток генераторных
ламп. Прибор, показания которого могут использоваться только для
суждения об относительной величине мощности и для воспроизведения
одинаковых по условиям (электроды, зазоры и др.) процедур, является
также индикатором настройки в резонанс выходного контура аппарата.
Поскольку непроизвольные движения больного могут привести к рас-
стройке выходного контура и существенному уменьшению выходной
мощности, необходимо в процессе проведения процедуры периодически
подстраивать его с помощью ручки, выведенной на панель управления
аппарата. В некоторых передвижных аппаратах подстройка произво-
дится автоматически без участия обслуживающего персонала.
Контроль настройки может осуществляться также по максимальному
свечению неоновой лампы, которая укрепляется на изоляционной ручке
и подносится к электродам или их проводам. Следует следить за тем,
чтобы не касаться при этом рукой проводов и электродов, в противном
случае после отведения руки контур окажется расстроенным.
Металлические предметы в электрическом поле УВЧ не нагреваются,
однако около них, особенно, при наличии острых краев и выступов про-
исходит концентрация силовых линий поля (рис. III—16, д), и как след-
ствие этого могут иметь место местные перегревы и даже ожоги.
По этой причине сидение или кровать для больного при проведении
процедур УВЧ-терапии не должны иметь металлических частей, а коль-
ца, шпильки, иголки и другие металлические предметы, находящиеся
у больного, должны быть удалены, если они расположены близко к об-
ласти воздействия.
Особую осторожность следует соблюдать, если в теле имеются зуб-
ные протезы, а также металлические осколки, шрапнель, оставшиеся
в теле в результате ранений, травм. Сырая одежда и ее складки также
155
могут вызвать местные перегревы, поэтому желательно одежду перед:
процедурой снимать, а влажную кожу осушить.
Пациент должен расположиться удобно, чтобы сохранить принятое-
положение до конца процедуры.
Соединительные провода не должны касаться тела и друг друга.
Фиксация положения проводов осуществляется с помощью изготовлен-
ных из высокочастотного диэлектрика фиксаторов, закрепленных на
электрододержателях, и гребенок, вставляемых между проводами.
Для регулировки высокочастотной мощности следует пользоваться
ступенчатым переключателем на панели аппарата. Совершенно недопу-
стимо расстраивать для этой цели выходной контур, так как при слу-
чайном движении больного мощность может внезапно увеличиться и
превысить допустимую для данной процедуры величину.
§ 7. Импульсная УВЧ-терапия
За последние годы в практику физиотерапии входит метод воздейст-
вия на организм электрическим полем УВЧ в импульсном режиме, на-
зываемый импульсной УВЧ-терапией. При импульсной УВЧ-терапии
электрическое поле имеет импульсный характер (рис. III—17). Генера-
ция высокочастотных колебаний происходит в течение нескольких мик-
росекунд, после чего следует пауза, в тысячу раз превышающая дли-
тельность самого импульса. Напряженность поля между электродами
за время действия импульса достигает нескольких тысяч вольт на метр,.
Рис. III — 17. График колебаний электрического поля УВЧ.
а — при непрерывном режиме; б — при импульсном режиме.
что в 6—7 раз больше, чем при непрерывном режиме. Поскольку мощ-
ность колебаний пропорциональна квадрату напряженности поля, то-
аппараты для импульсной УВЧ-терапии имеют мощность в импульсе ДО'
15 000 Вт, что в 40 раз больше мощности, которая может создаваться
аппаратами для непрерывной УВЧ-терапии. Средняя мощность импульс-
ных колебаний в тысячу раз меньше, чем мощность в импульсе и не-
превышает 15 Вт.
Тепловые эффекты, обусловленные средней мощностью, при импульс-
ном режиме невелики. В то же время значительные величины напря-
женности поля в импульсе усиливают специфическое действие поля
УВЧ: изменения структуры белковых молекул, концентрации ионов у
клеточных мембран, гидратации ионов и молекул и др. Все эти нетеп-
ловые эффекты изменяют деятельность клеток и при действии на обра-
156
зования центральной или вегетативной нервной систем могут вызвать
значительные сдвиги в функциональном состоянии организма.
Таким образом, при импульсной УВЧ-терапии обеспечивается воз-
можность осуществить интенсивное специфическое действие электриче-
ского поля УВЧ без заметного теплового эффекта.
Конструкция электродов и условия проведения процедур при им-
пульсной УВЧ-терапии не отличаются от применяемых при обычной
УВЧ-терапии.
§ 8. ДМВ- и СМВ-терапия
Рис. III — 18. Процедура ДМВ-терапии.
При распространении электромагнитной волны в неидеальном ди-
электрике, которым являются ткани организма, происходят потери энер-
гии, сопровождающиеся выделением тепла. На этом физическом яв-
лении основан физиотерапевтический метод, использующий для воз-
действия на ткани тела больного электромагнитное поле излучения.
При этом направленный поток электромагнитной энергии создается
излучателем, устанавливаемым своим раскрывом непосредственно перед
облучаемой частью тела (рис. III—18). Поскольку размеры излучателя
должны быть соизмеримы с
длиной волны колебаний,
метод нашел практическое
применение в диапазоне де-
циметровых и сантиметро-
вых волн.
После второй мировой
войны на основе радиолока-
ционной техники была со-
здана аппаратура для тера-
певтического применения
микроволн с длиной волны
около 12,25 см (частота
2450 МГц). С помощью этой
аппаратуры были проведе-
ны многочисленные исследо-
вания физиологического
действия микроволн и пока-
зана их высокая терапевти-
ческая эффективность. Ме-
тод носит название СМВ-те-
рапия (в Советском Союзе
для СМВ-терапии выделена
также частота 2375 МГц, ко-
торой соответствует длина
волны около 12,6 см).
Как показали, однако,
последующие расчеты и экс-
периментальные исследования
ляется оптимальным и при его
ные ограничения метода. В связи с этим за последние годы в физиоте-
рапии получили распространение аппараты, использующие электромаг-
нитные колебания с длиной волны около 65 см (частота 460 МГц). Со-
ответствующий метод получил название ДМВ-терапия (до последнего
времени в литературе метод СМВ-терапии назывался микроволновой
терапией, а метод ДМВ-терапии — ДЦВ-терапией).
Как было указано в § 1 данного раздела, в диапазоне микроволн,
помимо потерь, связанных с колебаниями ионов электролитов, сущест-
венное значение приобретают потери, вызванные релаксационными ко-
12-сантиметровый диапазон волн не яв-
использовании имеют место существен-
157
лебаниями полярных молекул воды. Доля релаксационных потерь уве-
личивается по мере приближения к частоте релаксации молекул воды
и составляет в 12-сантиметровом диапазоне волн около 50% общих
потерь. В связи с этим наибольшее поглощение энергии происходит
при распространении в тканях, содержащих значительное количество
воды, т. е. в крови, мышцах и др., а в жировой ткани и костях погло-
щение невелико. Это определяет особенности
теплового действия микроволн на организм,
существенно отличая его от теплового дейст-
вия при диатермии и УВЧ-терапии.
Вследствие разницы в величине релакса-
ционных потерь глубины проникновения
электромагнитных волн в ткани тела на часто-
тах 2375 и 460 МГц существенно различаются.
При частоте 2375 МГц глубина проникновения
в мышечные ткани составляет около 1 см и в
жировые — около 4 см. При частоте 460 МГц
глубина проникновения в мышечные ткани
Рис. III—'19. Графики рас-
пределения (в относитель-
ных единицах) интенсивнос-
ти поля (а) и прироста тем-
пературы (б) в однородном
диэлектрике (мышечная
ткань) при воздействии мик-
роволнами. Пунктиром по-
казан прирост температуры
с учетом теплообмена с ок-
ружающей средой.
1—частота 2375 МГц; 2 — ча-
стота 460 МГц.
почти в 2 раза больше.
На рис. III—19 приведены в относительных
единицах графики интенсивности поля и роста
температуры в мышечной ткани при облуче-
нии микроволнами с длиной волны 12,6 и
65 см. Начальная интенсивность поля (на по-
верхности ткани) в обоих случаях одинакова.
Однако при более высокой частоте колебаний
поле затухает в два раза быстрее. При этом
имеет место более интенсивный нагрев поверх-
ностных слоев, в то время как в глубине на-
грев ткани выше при более низкой частоте.
Возможность сравнительно более глубоко-
го воздействия при меньшем нагреве поверх-
ностных тканей является существенным пре-
имуществом ДМВ-терапии по сравнению с
СМВ-терапией.
Следует отметить, что во всех предыдущих
рассуждениях не учитывалась теплопровод-
ность ткани, а также теплообмен между тка-
нью и окружающей средой. В живом организ-
ме эти факторы, а также наличие кровотока,
приводят к тому, что разница в температурах
сглаживается, нагрев поверхностных тканей
уменьшается, а повышение температуры отме-
чается на глубине в несколько раз большей,
чем это следует из приведенных выше расчет-
ных данных.
На нагревание тканей организма, вызываемое микроволнами, влияет
также наличие многослойной структуры тканей (кожа — жир — мыш-
цы). Неоднородность среды, в которой распространяется электромаг-
нитная волна, приводит к отражению ее и появлению обратной волны.
В результате их наложения возникают стоячие волны и, как следствие
этого, повышенный местный нагрев в области, где имеется максимум
электрической составляющей поля.
Подобные условия могут возникать в слое жира, вследствие отра-
жения волны на границе его с мышечными тканями. Поскольку отно-
шение длины волны, распространяющейся в свободном пространстве,
к длине волны в ткани равно корню квадратному из диэлектрической
проницаемости ткани, то на частоте 2375 МГц длина волны в жировой
138
:ационных потерь уве-
жсации молекул воды
пн около 50% общих
е энергии происходит
ачительное количество
ткани и костях погло-
1ределяет особенности
кроволн на организм,
'о от теплового дейст-
ВЧ-терапии.
в величине релакса-
бины проникновения
в ткани тела на часто-
(ественно различаются,
•лубина проникновения
авляет около 1 см и в
При частоте 460 МГц
в мышечные ткани
едены в относительных
[сивности поля и роста
ой ткани при облуче-
хлиной волны 12,6 и
живность поля (на по-
их случаях одинакова,
кой частоте колебаний
за быстрее. При этом
сивный нагрев поверх-
;мя как в глубине на-
лее низкой частоте,
тельно более глубоко-
[ыпем нагреве поверх-
;я существенным ире-
шии по сравнению с
о во всех предыдущих
ывалась теплопровод-
еплообмен между тка-
хой. В живом организ-
ке наличие кровотока,
(зница в температурах
юверхностных тканей
яие температуры отме-
сколько раз большей,
(еденных выше расчет-
микроволнами, влияет
(кожа — жир — мыш-
граняется электромаг-
ению обратной волны,
олны и, как следствие
де имеется максимум
;ира, вследствие отра-
[ями. Поскольку отно-
збодном пространстве,
iy из диэлектрической
хина волны в жировой
гкани составляет примерно 6,5 см. При толщине подкожного жирового
слоя, превышающей 1,5—2 см, в его толще укладывается более четвер-
ти длины волны и возникает возможность местных повышений темпе-
ратуры.
При ДМВ-терапии длина волны настолько велика, что в жировом
слое укладывается только малая ее часть (длина волны в жире около
30 см), и стоячие волны практически не сказываются на нагреве тка-
ней. Это также одно из важных преимуществ применения для терапии
поля излучения более длинных волн.
Излучатели, применяемые при СМВ-терапии, представляют собой
питаемый по коаксиальному кабелю возбудитель (обычно диполь), уста-
новленный перед отражающим экраном, либо в круглом или прямо-
угольном волноводе. Размеры экранов и волноводов могут быть раз-
личными, обеспечивая необходимый по размерам и форме направлен-
ный поток волн. Обычно размеры излучателей находятся в пределах от
10 до 30 см (см. рис. III—77).
Процедура проводится при установке излучателя на расстоянии
3—5 см от поверхности тела.
Для облучения небольших участков тела (например, для примене-
ния в оториноларингологии, стоматологии) используются так называе-
мые керамические излучатели с диаметром от 1,5 до 3,5 см (см. рис.
III—73). Эти излучатели представляют собой замкнутый с одной сто-
роны возбуждаемый штырем круглый волновод, заполненный высоко-
частотной керамикой. Такое заполнение позволяет увеличить кри-
тическую длину волны в волноводе и соответственно уменьшить его.
диаметр.
Керамические излучатели применяются по контактной методике, т.е.
при непосредственном соприкосновении с телом. Поскольку диэлектри-
ческая проницаемость керамики близка к диэлектрической проницае-
мости кожи и мышечных тканей, то в месте контакта заметного отра-
жения волны не происходит.
Для внутриполостных воздействий (ректальных, вагинальных) ис-
пользуются стержневые излучатели, представляющие собой керамиче-
ский стержень, конец которого выступает из цилиндрического волно-
вода. Стержень закрывается съемным допускающим стерилизацию кол-
пачком и вводится в полость в непосредственном контакте с окружаю-
щими тканями.
В связи с малыми размерами керамических излучателей и отсут-
ствием потерь на излучение, которые имеют место при облучении с за-
зором, мощность, необходимая для питания этих излучателей, состав-
ляет 10—15% от мощности, необходимой при использовании дистан-
ционных излучателей. Керамическими излучателями комплектуются пе-
реносные аппараты с выходной мощностью 20—25 Вт, тогда как для
дистанционных излучателей применяются аппараты с выходной мощ-
ностью 100—200 Вт.
При ДМВ-терапии используются обычно излучатели в виде диполя
с экраном. Относительно большая длина волны не позволяет применить,
в аппаратах для ДМВ-терапии волноводные излучатели, в том числе и
керамические, так как они получаются слишком большого размера.
Трудности в создании малогабаритных излучателей ограничивают воз-
можности ДМВ-терапии.
Дозиметрия при СМВ-терапии осуществляется по измерительному
прибору на панели аппарата, показывающему величину выходной мот-
ности аппарата.
Метод измерения основывается на практически линейной зависимо-
сти анодного тока магнетрона от генерируемой им мощности. Это по-
зволяет использовать в качестве измерителя миллиамперметр, изме-
ряющий ток магнетрона и проградуированный в ваттах.
159
Точность такого способа дозиметрии в значительной мере зависит
от метода воздействия — контактного или дистанционного.
При контактном методе излучатель непосредственно соприкасается
с телом больного и практически потерь энергии на излучение не проис-
ходит. В этом случае показания измерительного прибора соответствуют
мощности, поглощенной тканями тела больного.
При дистанционной методике излучатель устанавливается на неко-
тором расстоянии от поверхности тела, что вызывает значительное из-
лучение в окружающее пространство. При этом в тканях тела больного
поглощается только часть излученной мощности, и показания измери-
тельного прибора дают только ориентировочное представление о полу-
чаемой пациентом дозе. В зависимости от расстояния до излучателя
интенсивность создаваемого им поля изменяется в широких пределах,
соответственно изменяется и поглощенная телом мощность. Так, при
изменении расстояния от излучателя с 3 до 6 см нагрев тканей умень-
шается почти в 2]/г раза.
Помимо расстояния от излучателя, на величине поглощенной тка-
нями тела мощности сказывается отражение излученной энергии от
поверхности тела больного. На частоте 2375 МГц, применяемой для
СМВ-терапии, в зависимости от толщины подкожного жирового слоя
(0,5—2 см) может отражаться 25—75% энергии. В связи с этим воз-
можна значительная разница в величине поглощенной мощности при !
одних и тех же показаниях измерительного прибора. Таким образом,
при дистанционной методике облучения микроволнами измерительный
прибор на панели аппарата может быть использован только для вос-
произведения условий процедур и ориентировочной оценки поглощен-
ной тканями тела мощности. При этом при меньших зазорах погреш- ;
ность показаний прибора уменьшается. '
В аппаратах для ДМВ-терапии используется метод измерения вы- j
ходной мощности с помощью направленного ответвителя (см. раздел i
7 данной главы). !
Величина отдаваемой аппаратом мощности определяется по стрелой- ;
ному прибору на панели аппарата, проградуированному в ваттах.
Все указанные недостатки дозиметрии при дистанционной методике
относятся в полной мере и к методу ДМВ-терапии. Следует отметить,
что особенности метода—'большая глубина проникновения энергии при
относительно меньшем нагреве богатой термочувствительными рецеп- j
торами кожи накладывают более жесткие требования к дозиметрии. ।
Преимуществом более длинных волн, используемых при ДМВ-тера- 1
пии, является меньший разброс коэффициента отражения тела при раз- I
личных толщинах подкожного жирового слоя (35—65%). Меньшие пре- [
делы изменений величины отраженной энергии позволяют с большей
степенью точности оценивать по величине выходной мощности аппарата j
мощность, поглощаемую телом больного, и обеспечить тем самым более !
точное воспроизведение условий проведения процедур.
В заключение следует отметить, что при ДМВ-терапии и СМВ-тера-
пии так же, как и при других высокочастотных методах, ощущения
больного являются основным критерием для оценки интенсивности воз-
действия. |
Раздел 2 i
АППАРАТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИРУРГИИ
§ 1. Аппарат для электрохирургии передвижной
Аппарат для высокочастотной электрохирургии ЭН-57М разработан
ВНИИМП и выпускается Волгоградским заводом медицинского обору-
дования. Аппарат представляет собой источник высокочастотного тока,
160
11 № 1471
(тельной мере зависит
ционного.
стве'нно соприкасается
за излучение не проис-
прибора соответствуют
анавливается на неко-
звает значительное из-
s тканях тела больного
, и показания измери-
представление о полу-
:тояния до излучателя
i в широких пределах,
м мощность. Так, при
I нагрев тканей умень-
шне поглощенной тка-
ззлученной энергии от
1Гц, применяемой для
ожного жирового слоя
3. В связи с этим воз-
щенной мощности при
«бора. Таким образом,
олнами измерительный
>зован только для вос-
[ной оценки поглощен-
1ыпих зазорах погреш-
[ метод измерения вы-
-ветвителя (см. раздел
[ределяется по стрелоч-
шанному в ваттах.
«станционной методике
пии. Следует отметить,
:икновения энергии при
увствительными рецеп-
•вания к дозиметрии,
зуемых при ДМВ-тера-
гражения тела при раз-
>—65%). Меньшие пре-
позволяют с большей
зой мощности аппарата
[ечить тем самым более
<едур.
В-терапии и СМВ-тера-
>зх методах, ощущения
нки интенсивности воз-
ГРГИИ
ередвижной
ии ЭН-57М разработан
>м медицинского обору-
высокочастотного тока,
Рис. III —20. Принципиальная электрическая схема аппарата ЭН-57М.
№ 1471
модулированного напряжением сети. Он предназначен для общей хи-
рургии и обеспечивает как коагуляцию, так и резание мягких тканей
организма высокочастотным током.
Основные технические данные: частота высокочастотных колебаний
1760 кГц+2,5%; наибольшая выходная мощность 200 Вт на двух моно-
полярных выходах, 70 Вт на биполярном выходе; регулировка выходной
мощности плавная, раздельно по каждому из выходов; питание от сети
переменного тока частотой 50—60 Гц, напряжением 220 В при отклоне-
ниях +5%, —10% от номинала; класс защиты от поражения электриче-
ским током — I; габаритные размеры (с кронштейном и подвеской): вы-
сота 1250 мм, длина 520 мм, ширина 540 мм; масса (с кронштейном,
подвеской и педалью) около 70 кг.
Рис. III — 21. Принципиальная электрическая схема блока генератора аппарата
ЭН-57М.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. III—20, принципиальные электрические схемы отдельных блоков —
на рис. III—21 %- III—23.
Высокочастотный генератор (блок У/, см. рис. III — 20 и
Ш — 21) собран по схеме с самовозбуждением на двух параллельно
включенных пентодах Л1, Л2.
Анодный контур генератора образован катушкой индуктивности 1 и
конденсаторами 9—13. Напряжение обратной связи на управляющие сет-
ки ламп снимается с параллельно включенных конденсаторов 10—13. Ре-
зисторы для автоматического смещения включены как в сеточную
цепь—резистор 4, так и в катодную — показанный на рис. III—22 рези-
стор 1. Параллельно резистрру 1 присоединена сигнальная лампа Л2,
установленная за желтым глазком на панели управления. Лампа ука-
зывает на включение высокочастотного генератора.
С катушкой 1 анодного контура индуктивно связана катушка 2 вы-
ходной цепи. Для более надежного разделения анодной и выходной це-
пей катушка связи 2 помещена в заземленный электрический экран. На-
пряжение с этой катушки подается на переключатель выходов (см.
ниже).
Анодная цепь генератора питается переменным током по параллель-
ной схеме: высокочастотный дроссель Др2, конденсаторы 1, 7 — блоки-
ровочные элементы. Цепи экранирующих, а также антидинатронных се-
ток также питаются переменным током, блокировку по высокой частоте
обеспечивают дроссель Др1, конденсатор 5 (антидинатронные сетки),
дроссель ДрЗ, конденсаторы 2, 8 (экранирующие сетки).
Для блокировки цепей накала установлены конденсаторы 3, 4, 6. Ре-
зисторы 2, 3 — антипаразитные.
162
Питание цепей генератора производится, как уже указывалось, пере'
менным током непосредственно от вторичной обмотки силового транс-
форматора Тр1 (см. рис. III—ЙО). Один конец вторичной обмотки соеди-
нен с шасси (вывод 21), от выводов 10, 15, 19 питаются соответственно
цепи анода, экранирующей и антидинатронных сеток генераторных ламп.
Цепь накала ламп питается от отдельной изолированной обмотки (вы-
воды 22, 23) трансформатора.
С1
Ш7
Рис. III — 22. Принципиальная электрическая схема блока управления аппарата
ЭН-57М.
Для включения генератора катод генераторных ламп должен быть
соединен с шасси. Это соединение производится контактами реле, вклю-
чаемого врачом с помощью педали. Реле и другие элементы, управляю-
щие работой генератора, находятся в блоке управления (блок У2, см.
рис. III—20 и III—22).
В блок управления входит двухполюсный пакетный переклю-
чатель В1, который разрывает сетевую цепь, питающую первичную об-
мотку силового трансформатора. Ось переключателя выведена на панель
управления, и с его помощью аппарат включается в сеть либо полно-
стью отключается от нее. При включении напряжения' сети загорается
сигнальная лампа Л1, установленная1 под зеленым глазком на панели
управления. В блоке управления находится также трехпозиционный пе-
реключатель выходов В2 на два направления. С помощью этого пере-
ключателя вывод 1 катушки связи выходного контура соединяется с кон-
цом катушки одного из трех индуктивных регуляторов Э1, Э2 или ЭЗ,
Второй вывод катушки связи непосредственно соединен с другим концом
катушек регуляторов и с одним из гнезд пассивного выхода на панели
управления (вывод / двухполюсной розетки Ш6). Через разделительный
конденсатор 6 движок регулятора Э1 соединяется с гнездом монополяр-
ного выхода на панели управления (розетка ШЗ), с гнездом второго
11*
163
монополярного выхода (розетка Ш4) через конденсатор 7 соединен дви-
жок регулятора ЭЗ.
Регулятор Э2 предназначен для изменения мощности на биполярном
выходе аппарата. Напряжение с регулятора подается на первичную
обмотку симметрирующего понижающего трансформатора ТрЗ. Вто-
ричная обмотка трансформатора через разделительные конденсаторы
8, 9 соединена с гнездами биполярного выхода (выводы 1, 2 розет-
ки Ш5).
Пассивный выход по высокой частоте соединен с шасси, т. е. зазем-
лен через конденсатор 5. Поскольку обрыв цепи пассивного электрода
создает опасность высокочастотного ожога пациента, в аппарате имеется
система автоматики, отключающая в этом случае генератор и дающая
аварийный звуковой сигнал.
Система автоматики имеет в своем составе два трансформа-
тора Тр1 и Тр2 и сигнальное устройство (см. рис. III—23), в котором
смонтированы также исполнительные реле Р1 и Р2.
Принцип действия системы автоматики заключается в следующем.
Первичная обмотка трансформатора Тр1 через выводы 3—5 вилки Ш1
(см. рис. III—20) соединена с отдельной 9-вольтовой обмоткой силового
трансформатора. От вторичной обмотки трансформатора Тр1 питается
первичная обмотка трансформатора Тр2. Чтобы цепь этих обмоток была
замкнута, необходимо соединить между собой гнезда пассивного выхода
(выводы 1—2 розетки Ш6~). Это имеет место в нормальных условиях
эксплуатации, когда к пассивному выходу подключена вилка двухпро-
водного кабеля пассивного электрода. Оба провода этого кабеля соеди-
нены с металлической пластиной электрода, и, таким образом, гнезда
пассивного выхода оказываются закороченными. Для уменьшения ве-
роятности высокочастотных ожогов один из проводов пассивного элек-
трода имеет отвод, которым электрод через разделительный конденсатор
соединяется с помощью струбцины с заземленным операционным сто-
лом. Этот отвод также является частью цепи пассивного электрода, за-
мыкающей гнезда пассивного выхода.
При использовании биполярного выхода, не требующего пассивного
электрода, гнезда пассивного выхода закорачиваются вторым движком
переключателя В2.
Напряжение вторичной обмотки трансформатора Тр1 подается в си-
гнальное устройство (рис. III—23), где выпрямляется (выпрямитель Д2,
фильтровой конденсатор 6). Один полюс выпрямителя (положительный)
соединяется с обмотками исполнительных реле Pl, Р2. Второй (отрица-
тельный) полюс выпрямителя через контакт 4 разъема ШЗ—Ш7 (см.
рис. III—20) соединяется с четвертым проводом сетевого кабеля аппа-
рата. Этот провод, так же как и третий заземляющий провод сетевого
кабеля, оканчивается кольцевым кабельным наконечником (токоведущие
провода оканчиваются кабельными наконечниками в форме скобы). При
монтаже аппарата кольцевые кабельные наконечники третьего и чет-
вертого проводов сетевого кабеля присоединяются к зажиму заземляю-
щего (зануляющего) устройства здания. Таким образом, отрицательный
полюс выпрямителя соединяется с корпусом аппарата через провод за-
щитного заземления аппарата, чем обеспечивается автоматический кон-
троль за целостностью этого провода.
Обмотка реле Р2 (вывод 2, см. рис. III—23) соединена с корпусом
аппарата, поэтому при ненарушенных цепях защитного заземления и
пассивного электрода она оказывается под напряжением, и при включе-
нии аппарата в сеть реле Р2 срабатывает.
Для подачи напряжения питания на обмотку реле Р1, контакты кото-
рого 6—7 замыкают катодную цепь генераторной лампы и тем самым
включают высокочастотный генератор, надо конец обмотки реле Р1 (вы-
вод 1) соединить с отрицательным полюсом выпрямителя, т. е. с корпу-
164
сом аппарата. Это осуществляется с помощью расположенного в педали
микровыключателя, контакты которого замыкаются при ее нажатии.
При срабатывании реле Р1 раздается звуковой сигнал, указывающий
хирургу, что генератор включен. Сигнал вырабатывается звуковым ге-
нератором, собранным по схеме мультивибратора на транзисторах Т1,
Т2.
Цепь гонг
Питание репе 2
Питание реле 3
ппобоа сигнальный 4
Педаль S
Корпус 1
Питание ЗГ В
Питание ЗГ 7
управление генератором 6
Рис. III — 23. Принципиальная электрическая схема сигнального устройства
аппарата ЭН-57М.
В цепь коллекторов триодов включен трансформатор звуковой часто-
ты. Вторичная обмотка трансформатора нагружена на потенциометр 6,
с движка которого напряжение подается на громкоговоритель Гр мощ-
ностью 0,25 Вт. Ось потенциометра выведена на панель управления, что
позволяет подбирать необходимую громкость звукового сигнала. Пере-
менное напряжение для питания звукового генератора снимается с
9-вольтовой обмотки силового трансформатора. После выпрямления дио-
дом Д1 и фильтрации конденсатором 3 постоянное напряжение подается
на генератор через нормально разомкнутые контакты 4—5 реле Р1.
В случае, если нарушится непрерывность цепи защитного заземления
или цепи пассивного электрода, цепь питания реле Р1 и Р2 также ока-
жется разорванной. При этом разомкнутся контакты 6—7 реле Р1, и вы-
сокочастотный генератор будет отключен, а напряжение питания на рву-
ковой генератор будет подаваться через контакты 3—4 реле Р1 и 7—8
реле Р2 неотфильтрованным, благодаря чему звуковой сигнал из моно-
тонного превратится в дребезжащий. Одновременно контакты 3—4 реле
165
Р2 подключат громкоговоритель параллельно вторичной обмотке транс-
форматора звуковой частоты, что обеспечивает максимальную громкость
аварийного сигнала.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. III—24) представляет
собой напольную конструкцию с горизонтальной панелью управления.
Металлический одевающий-
ся сверху на каркас кожух
крепится четырьмя винтами
в нижней чарти боковых сте-
нок.
На задней стенке имеют-
ся два гнезда для крепле-
ния кронштейна 1 с подве-
ской. На подвеске во время
операции помещаются элек-
трододержатели 2, 3 с элек-
тродами, биполярный пин-
цет 4, поэтому подвеска из-
готовлена из нержавеющей
стали и может сниматься с
кронштейна для стерилиза-
ции в автоклаве.
На задней стенке в не-
рабочем положении могут
быть укреплены также пе-
даль 5 и сетевой кабель.
На левой боковой стенке
кожуха имеется отверстие 6
для доступа к сетевому ав-
томатическому выключате-
лю, а также к разъему 7 для
подключения кабеля педали.
На панели управления
размещены: в центре — ре-
гулятор 8 мощности на би-
полярном выходе и гнезда
для подключения вилки 9
Рис. III — 24. Общий вид аппарата ЭН-57М, кабеля биполярного пинце-
Объяснение в тексте. та; слева и справа — регуля-
торы 10, 11 мощности на мо-
нополярных выходах и гнезда для подключения вилок 12, 13 кабелей
монополярных электрододержателей; внизу — выключатель 14 сети, зе-
леный глазок 15 сигнальной лампы, указывающей о включении питаю-
щей сети, переключатель 16 выходов, желтый глазок 17 сигнальной лам-
пы, указывающей о включении генератора, регулятор 18 громкости аку-
стического сигнала; справа вверху — гнезда для подключения кабеля
пассивного электрода.
Аппарат со снятым кожухом показан на рис. III—25. В нижней части
каркаса размещен силовой трансформатор 1. На панели в средней части
смонтирован блок генератора: генераторные лампы 2, катушка 3 анод-
ного контура, экранированная катушка 4 выходной цепи.
На внутренней стороне панели управления укреплены детали блока
управления, разъемы 5, 6, соединяющие блок управления с силовым
трансформатором, педалью, цепью заземления.
В комплект к аппарату придается футляр с электродами и принадлежностями, в
котором находятся: два электродержателя; пинцет кровоостанавливающий; электро-
ды пассивные большой и малый; кабель монополярный; струбцина; два резиновых бан-
дажа с кнопкой; электроды шариковые диаметром 3 и 5 мм, дисковые прямые диамет-
166
ром 4, 6, ilO и il5 мм, дисковые изогнутые диаметром 4, 6, 10 и 15 мм, петлевые прямые
диаметром 6 и 12 мм, петлевые изогнутые диаметром 6 и 42 мм, петлевой регулируе-
мый полостной, ножевые прямой и изогнутый, игольчатый.
Рис. III — 25. Аппарат ЭН-57М со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
Подготовка к работе и управление аппаратом при
проведении операций. Аппарат устанавливают у операционного
стола в удобном для хирурга месте. Аппарат не должен касаться других
приборов или предметов. Убедившись, что рубильник на настенном щите
питания и сетевой выключатель аппарата находятся в выключенном по-
ложении, присоединяют два кабельных наконечника сетевого кабеля ап-
парата, имеющие форму скобы, к токоведущим зажимам на щите, а два
кольцевых кабельных наконечника к одному или двум зажимам защит-
ного заземления. Чтобы исключить натяжение концов кабеля, следует
укрепить его поблизости от зажимов. Затем подключают к гнезду на
левой боковой стенке вилку шнура педали и устанавливают педаль на
167
полу по указанию хирурга. Укрепляют на задней стенке аппарата крон-
штейн и стерильную подвеску. Подвеска, так же как и активные элек-
троды, электрододержатели, кабели к активным электродам и крово-
останавливающий пинцет допускают стерилизацию в паровом автоклаве
при температуре 132° С в течение 20 минут. Пассивные электроды с ка-
белями и другие принадлежности обеззараживаются путем влажной са-
нитарной обработки.
Выбрав пассивный электрод, присоединяют вилку кабеля к гнездам
пассивного выхода аппарата, а штыревую часть разъема к его гнездовой
части на струбцине. Струбцину следует предварительно укрепить на бо-
ковой рейке операционного стола вблизи места расположения пассивного
электрода на пациенте.
Перед присоединением к аппарату стерильных кабелей электродо-
держателей корпус аппарата и кронштейн следует защитить стерильной
салфеткой, накинув ее на верхнюю перекладину кронштейна. Продев
кабели между подвеской и салфеткой, вставляют их вилки в соответ-
ствующие гнезда выходов аппарата. Присоединяют к кабелям пинцет
и электрододержатели, в которые вставляют необходимые активные
электроды и укладывают пинцет и электрододержатели на подвеску.
Устанавливают ручку выключателя сети в выключенное положение
(«•О»)»3 ручки регуляторов мощности на выходах в нулевое положение.
До проведения операции необходимо убедиться в работоспособности
аппарата. Включив рубильник на щитке питания, переводят выключа-
тель сети в положение «0». При этом должна загореться зеленая си-
гнальная лампа. Через 3 мин (время, необходимое для прогрева катодов
генераторных ламп) нажимают на несколько секунд педаль. Во время
включения контактов педали должна гореть желтая сигнальная лампа и
раздаваться монотонный звуковой сигнал (уровень громкости сигнала
может быть отрегулирован ручкой «Громкость» на панели управления).
Проверив работу генератора и системы сигнализации, следует про-
верить работу аварийной автоматики. Для этого, вынув из гнезда вилку
пассивного электрода, устанавливают переключатель выходов в одно из
крайних положений. При этом должен раздаться дребезжащий сигнал
тревоги, указывающий на обрыв цепи пассивного электрода. Нажав на
педаль, убеждаются, что желтая сигнальная лампа не загорается (гене-
ратор не включился), а сигнал тревоги не прекращается.
После указанной проверки подключают кабель пассивного электро-
да, и устанавливают регуляторы уровня в положение, соответствующее
необходимой выходной мощности (исходя из применяемых электродов и
имеющегося опыта). Отключив аппарат от сети (выключатель в поло-
жение «.O»)i переходят к подготовке пациента.
Уложив пациента на операционный стол и прикрепив пассивный элек-
трод, приступают к операции. В процессе операции педаль следует на-
жимать только на’необходимое для резания или коагуляции время. Это
значительно уменьшает опасность высокочастотных ожогов. Электродо-
держатели и пинцет следует класть только на подвеску аппарата. Пере-
ключение выходов производят при ненажатой педали, чтобы исключить
обгорание контактов переключателя.
В случае появления дребезжащего сигнала тревоги следует прекра-
тить операцию до устранения обрыва цепи защитного заземления либо
кабелей, соединяющих аппарат с пассивным электродом, а пассивный
электрод со струбциной.
По окончании операции переводят в выключенное положение выклю-
чатель сети аппарата, устанавливают все ручки регуляторов мощности
на выходах в нулевое положение и выключают рубильник на сетевом
щитке.
Педаль укрепляют на крючках на задней стенке аппарата, а электро-
ды и другие принадлежности очищают и укладывают в футляр.
168
§ 2. Аппарат дпя электрохирургии при глазных операциях
Диатермокоагулятор глазной ДК-3-1, разработанный и выпускаемый
Московским заводом ЭМА, предназначен для коагуляции тканей при
глазных операциях.
Основные технические данные аппарата: частота генератора
1760 кГц + 2,5%; максимальная выходная мощность — 9 Вт со ступен-
чатой регулировкой 10 ступенями; питание от сети переменного тока ча-
стотой 50 Гц напряжением 220 В +5%, — 15%; мощность, потребляе-
мая аппаратом из сети, не превышает 170 ВА; по защите от поражения
электрическим током аппарат выполнен по классу 01; габаритные
размеры аппарата 400X345X155 мм; масса без комплекта не бо-
лее 11 кг.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на-
рис. III—26.
Генераторная часть выполнена на лампе ГУ-50 (Л2) по схеме Шем-
беля. В качестве анода возбудителя, собранного по схеме с «заземлен-
ным анодом», используется экранирующая сетка лампы. Колебательная
система возбудителя содержит контур, образованный катушкой индук-
тивности 1 и конденсатором 10, а также кварц ПЭ, стабилизирующий
частоту колебаний возбудителя. Напряжение смещения на управляющей
сетке создается с помощью резистора 18 в сеточной цепи и цепочки из
резистора 19 и конденсатора 11, включенных в катодную цепь возбуди-
теля.
Выпрямитель, питающий цепь экранирующей сетки генераторной
лампы, собран по схеме удвоения на кремниевых столбах Д1, Д2 и кон-
денсаторах 4, 5. Напряжение на экранирующую сетку подается с кон-
денсатора 4 через гасящий резистор 17. Конденсатор 8 блокирует сетку
по высокой частоте.
Колебания на управляющей сетке лампы усиливаются в ее анодной
цепи. Колебательный контур в цепи анода состоит из катушки индук-
тивности 2 и конденсаторов 13—16. Дроссель Др и конденсатор 12 —
блокировочные элементы анодной цепи, питающейся по параллельной
схеме от того же выпрямителя, что и экранирующая сетка.
Выходной контур содержит катушку связи 3, помещенную в электро-
статический экран, отделяющий выходной контур от контура генератора.
Для подавления излучения гармоник в выходном контуре включены кон-
денсаторы 17—23, катушка индуктивности 4 и контур L6, С22, настроен-
ный на вторую гармонику.
Кроме того, выходной контур соединяется с корпусом через настраи-
ваемые катушки индуктивности 5 и 7, резонирующие на основной часто-
те с монтажными емкостями и уменьшающие поэтому излучение аппа-
ратом помех на основной частоте.
Регулировка выходной мощности аппарата осуществляется измене-
нием напряжения на антидинатронной сетке лампы ЛГ с помощью сту-
пенчатого делителя на резисторах 5—14, коммутируемых переключате-
лем В2 (ручка «Доза» на панели управления). Цепочка этих резисторов,
а также переменный резистор 4, служащий для регулировки режима
при настройке аппарата, и резистор 16 включены между источником
отрицательного напряжения (мост ДЗ, конденсатор 6) и источником пи-
тания экранирующей сетки.
При отпущенной педали ее контакт Кн разомкнут, и резистор 29 в
катодной цепи генераторной лампы ограничивает ток лампы до мини-
мальной величины. При нажатии педали резистор 29 закорачивается, и
на выходные гнезда аппарата поступают высокочастотные колебания.
Выходная мощность аппарата зависит при этом от положения переклю-
чателя В2, изменяющего потенциал на антидинатронной сетке генера-
торной лампы.
169-
Для предварите/
парате предусмотре
резисторы 20—22. ]
дозы» срабатывают
грузка подключаете
тах измерительный
Д5, конденсатор <?.,
измерение высокочг
пряжение подается
28), подключенногс
Рис. Ill—
контура. Поскольку
грузки, дозировка
обходимой величия
жатой кнопке «Кон
При отпущенно:
пользуется в качес:
меряемое в этом с
трансформатора Т
мощью подбираем<
бровка прибора.
Питающее напр
тель В1 (ручка «К<
матора Тр. Инди1
сигнальная лампа
матора.
Аппарат (р
металлическо
си вдвигается в кс
На горизонтально»
с деталями и элем
лями выпрямителе
экране, укрепление
пели управления ал
На панели упр
бор 1, над ним гла1
чателя «Компенсат
клонений напряже
«Доза» для регул»
для включения np:i
Для предварительной установки величины выходной мощности в ап-
парате предусмотрена внутренняя нагрузка — параллельно соединенные
резисторы 20—22. При нажатии на кнопку переключателя «Контроль
дозы» срабатывают контакты переключателей ВЗ, В4, внутренняя на-
грузка подключается к контуру генератора, а проградуированный в ват-
тах измерительный прибор подключается к измерительной цепи (диод
Д5, конденсатор 3, калибровочный потенциометр 3), обеспечивающей
измерение высокочастотного напряжения на выходе аппарата. Это на-
пряжение подается в измерительную цепь с делителя (резисторы 26—
28), подключенного параллельно катушке индуктивности 4 выходного
Рис. III—27. Общий вид аппарата ДК-3-1. Объяснение в тексте.
контура. Поскольку выходная мощность аппарата мало зависит от на-
грузки, дозировка будущего воздействия осуществляется установкой не-
обходимой величины мощности при внутренней нагрузке, т. е. при на-
жатой кнопке «Контроль дозы».
При отпущенной кнопке «Контроль дозы» измерительный прибор ис-
пользуется в качестве индикатора величины питающего напряжения. Из-
меряемое в этом случае напряжение подается от накальной обмотки
трансформатора Тр через гасящие резисторы 1, 25 и диод Д4. С по-
мощью подбираемого при настройке резистора 25 производится кали-
бровка прибора.
Питающее напряжение через предохранители Пр1, Пр2 и переключа-
тель В1 (ручка «Компенсатор») подается на сетевую обмотку трансфор-
матора Тр. Индикатором включения сетевого напряжения является
сигнальная лампа Л1, питающаяся от накальной обмотки трансфор-
матора.
Аппарат (рис. III—27) смонтирован в настольном
металлическом кожухе с ручкой для переноски. Шас-
си вдвигается в кожух и закрепляется в нем четырьмя винтами снизу.
На горизонтальной панели шасси смонтированы трансформатор, плата
с деталями и элементами высокочастотного генератора и плата с дета-
лями выпрямителей. Выходной контур с катушкой связи смонтирован в
экране, укрепленном на вертикальной панели шасси, прилегающей к па-
нели управления аппарата.
На панели управления расположены: слева — измерительный при-
бор 1, над ним глазок 2 сигнальной лампы; в центре — ручка 3 переклю-
чателя «Компенсатор» для включения питающей сети и компенсации от-
клонений напряжения питания от номинала, ручка 4 переключателя
«Доза» для регулировки выходной мощности, кнопка 5 «Контроль дозы»
для включения прибора в цепь измерения выходного напряжения; спра-
ва — гнезда 6 «Пациент» для подключения проводов пассивного и ак-
тивного электродов.
На задней стенке расположены держатели сетевых предохранителей,,
приборная вилка для подключения съемного сетевого шнура, зажим за-
щитного заземления и гнезда «Педаль» для подключения провода
педали.
К аппарату придается комплект электродов, включающий свинцовый пассивный
электрод размером 0,5X 120X60 мм с проводом длиной 2 м, держатель активных
электродов, электроды шариковые диаметром 1,3 мм и 3 мм, электроды пуговчатые
диаметром 11,2 мм и 2 мм, прямую и изогнутую иглы с ограничителем, иглу тонкую,
электрод ножевой и электроды Сафара с прямым и изогнутыми стеблями.
Управление аппаратом при проведении коагуля-
ции. Повернув до упора против часовой стрелки ручки «Компенсатор»
и «Доза», следует заземлить корпус аппарата. Подсоединив к нижнему
гнезду «Пациент» провод пассивного электрода, а к верхнему — провод
активного электрода, подключают к розетке «Педаль» провод педали, а
к приборной вилке сетевой шнур. Затем включают вилку сетевого шнура
в розетку с напряжением 220 В.
Поворотом ручки «Компенсатор» на одно деление включают сетевое
напряжение. При этом загорается зеленый глазок на панели управления
и отклоняется стрелка прибора. Если стрелка не дошла до цветного сек-
тора на шкале, то следует добиться этого, поворачивая по часовой стрел-
ке ручку «Компенсатор».
Через 2 мин можно проверить исправность аппарата. Для этого по-
ворачивают по часовой стрелке на одно деление ручку «Доза» и нажи-
мают сначала на кнопку «Контроль дозы», а затем—-ногой на педаль.
Стрелка прибора укажет значение выходной мощности в ваттах (при
включенной внутренней нагрузке). Поворачивая ручку «Доза», устанав-
ливают известное по опыту значение выходной мощности и отпускают
педаль и кнопку «Контроль дозы».
Перед тем, как приступить к операции, к плечу больного прибинто-
вывают пассивный электрод с прокладкой из марли, смоченной физио-
логическим раствором. Для защиты прокладки от высыхания плечо с
электродом рекомендуется обертывать хлорвиниловой пленкой или кле-
енкой. Осушив место коагуляции, прикладывают к нему вставленный в
держатель электрод и нажимают на педаль. Снятие электрода произво-
дится только после отпускания педали. Необходимый навык работы с
аппаратом достигается с помощью пробной коагуляции на куске мяса.
Для правильной работы аппарата необходимо тщательно очищать от
нагара рабочую поверхность электрода.
После окончания работы следует выключить аппарат, повернув все
ручки на передней панели до отказа против часовой стрелки.
Раздел 3
АППАРАТЫ ДЛЯ ДАРСОНВАЛИЗАЦИИ
И ТЕРАПИИ ТОКОМ НАДТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ
§ 1. Общие сведения
Первые аппараты для дарсонвализации представляли собой искровые
генераторы сильно затухающих колебаний частотой 100—150 кГц (об-
щая дарсонвализация) и 200—500 кГц (местная дарсонвализация). Иск-
ровые генераторы для менее мощных аппаратов, какими являются
аппараты для местной дарсонвализации, выполнялись по схеме с моло-
точковым прерывателем, в более мощных аппаратах для общей дарсон-
вализации применялись искровые генераторы с неподвижными разряд-
никами.
172
Большим недостатком искровых генераторов является широкий
спектр создаваемых ими высокочастотных колебаний, следствием чего
являются интенсивные помехи радиовещанию и телевидению. В связи
с этим в 40-х годах производство искровых аппаратов было прекращено.
Учитывая высокую ценность метода местной дарсонвализации для
лечебной практики, в 50-е годы делались попытки создания аппаратов
с электронно-ламповым генератором. При этом основной задачей явля-
лось воспроизведение самых существенных характеристик действующего
физического фактора: сильно затухающий характер импульсных коле-
баний с большими амплитудами первых колебаний при малой средней
мощности. С наибольшим приближением эти характеристики могут быть
обеспечены при импульсной модуляции незатухающих колебаний с дли-
тельностью высокочастотных импульсов 50—100 мкс и частотой их по-
вторения 50 или 100 Гц. Напряжение на выходе аппарата должно обес-
печивать длину искры на землю не менее 25 мм. В 1953 г. в Государст-
венном институте курортологии и физиотерапии был разработан обра-
зец лампового аппарата для местной дарсонвализации. Аппарат пред-
ставляет собой генератор с самовозбуждением, работающий на частоте
150 кГц и создающий импульсно-модулированные колебания с длитель-
ностью импульса около 100 мкс и частотой следования 100 Гц. При ис-
пытаниях аппарата в клинике был получен терапевтический эффект,
практически не отличающийся от того, который дают искровые аппара-
ты. Радиопомехи, создаваемые аппаратом, оказывали меньшее мешаю-
щее действие радиоприему, однако все еще значительно превышали
нормы. В связи с этим аппарат не был принят к серийному производству.
Позднее Московский завод ЭМА начал выпуск разработанного
ВНИИМП аппарата (электронно-лампового) для местной дарсонвализа-
ции «Искра-1». Выбором определенной формы импульса высокочастот-
ных колебаний и применением других мер помехоподавления радиопо-
мехи, создаваемые аппаратом, были значительно снижены, в результате
чего аппарат «Искра-1» разрешен к эксплуатации в медицинских учреж-
дениях без каких-либо ограничений.
Первые аппараты для общей дарсонвализации имели вертикально
установленный соленоид, в котором пациент располагался в сидячем
положении (см. рис. III—6).
В 30-е годы В. К. Аркадьев и А. Н. Сбросов предложили новую усо-
вершенствованную конструкцию аппарата, на базе которой в 1947—
1948 гг. во ВНИИМП был разработан образец аппарата. Соленоид этого
аппарата был расположен горизонтально и пациент находился в нем в
лежачем положении. Это позволило уменьшить габариты соленоида и
приблизить его витки к телу пациента, что увеличивало эффективность
воздействия. В связи с прекращением производства искровой аппарату-
ры этот аппарат серийно не выпускался.
В 1967 г. во ВНИИМП была закончена разработка лампового аппа-
рата для общей дарсонвализации «Вихрь-1». Аппарат выпускался не-
большими партиями Опытным заводом ВНИИМП. В связи с большой
импульсной мощностью аппарата уровень создаваемых им радиопомех
превышает нормы, и эксплуатация аппарата производится в экранирую-
щей кабине.
§ 2. Аппарат дпя местной дарсонвализации
Аппарат для местной дарсонвализации «Искра-1», как указывалось
выше, разработан ВНИИМП и выпускается Московским заводом ЭМА.
Основные технические данные аппарата: частота генератора —
110 кГц+7,5%; длительность модулирующих импульсов 100 мкс; часто-
та следования импульсов 50 Гц; питание от сети переменного тока ча-
стотой 50 Гц, напряжением 220 В +5%, —15%; мощность, потребляемая
173
от сети, не превь
током аппарат bi
X 155 мм; масса
Аппарат пред<
модулированных
лообразной».
Генератор (pi
ГИ-30 (Л5), o6e :i
ный контур в ан
состоит из кату
тивности 3 И КО!
15—19. С этим
индуктивно связ;
ки индуктивностк
го контура 4 и об
зи 5.
Напряжение
индуктивности 4
страивающие ко
20—23 подается
тельному шнуру
ную обмотку 2
тотного тран
(резонатора). К
щей обмотке 1
пиковое напряже!
рой достигает 2
ключается через
один из стеклян!
полненных элект
дящих в комплек
Анодная цепь
ной лампы пита<
прямителя, собц
схеме удвоения
ДЗ, Д4 и кондеи
11. Резисторы 2
типаразитные.
Импульсная
генератора ocyi
с помощью моду
стоящего из фаз
щего мультивибр
Фазовращател
питается от обмс
напряжений, рис
относительно нат
тельно напряжен
дается на тригге.
импульсы с круг
пы Л2, диффере
8, 9, превращало:
роткие остроконе
Положительн!
бранный на двои
тельным смещен!
Назначение ж
ни, в течение кот
от сети, не превышает 80 ВА; по защите от поражения электрическим
током аппарат выполнен по классу 01; габаритные размеры 430Х397Х
X 155 мм; масса не более 9 кг.
Аппарат представляет собой генератор высокочастотных импульсно-
модулированных колебаний, с огибающей, по форме близкой и «колоко-
лообразной».
Генератор (рис. III —28) собран на двойном генераторном тетроде
ГИ-30 (Л5), обе половины которого включены параллельно. Колебатель-
ный контур в анодной цепи
состоит из катушки индук-
тивности 3 и конденсаторов
15—19. С этим контуром
индуктивно связаны катуш-
ки индуктивности вторично-
го контура 4 и обратной свя-
зи 5.
Напряжение с катушки
индуктивности 4 через на-
страивающие конденсаторы
20—23 подается по соедини-
тельному шнуру на первич-
ную обмотку 2 высокочас-
тотного трансформатора
(резонатора). К повышаю-
щей обмотке 1 резонатора,
пиковое напряжение на кото-
рой достигает 20 кВ, под-
ключается через гнездо Ш4
один из стеклянных газона-
полненных электродов, вхо-
дящих в комплект аппарата.
Анодная цепь генератор-
ной лампы питается от вы-
прямителя, собранного по
схеме удвоения на диодах
ДЗ, Д4 и конденсаторах 10,
11. Резисторы 20—23 — ан-
типаразитные.
Импульсная модуляция
генератора осуществляется
с помощью модулятора, со-
стоящего из фазовращателя, триггера, дифференцирующей цепи, жду-
щего мультивибратора и модуляторной лампы.
Фазовращатель, включающий в себя резисторы 1—3 и конденсатор 1,
питается от обмотки IV трансформатора Тр (см. временные диаграммы
напряжений, рис. III—29). Переменное напряжение, сдвинутое по фазе
относительно напряжения питающей сети, а, следовательно, и относи-
тельно напряжения на экранирующих сетках генераторной лампы, по-
дается на триггер, собранный на двойном триоде Л2. Прямоугольные
импульсы с крутыми фронтами, снимаемые с анода левого триода лам-
пы Л2, дифференцируются цепочкой из конденсатора 4 и резисторов
8, 9, превращаясь в чередующиеся положительные и отрицательные ко-
роткие остроконечные импульсы.
Положительные импульсы запускают ждущий мультивибратор, со-
бранный на двойном триоде ЛЗ по схеме с катодной связью и положи-
тельным смещением на сетке открытого (левого) триода.
Назначение ждущего мультивибратора — задать промежуток време-
ни, в течение которого генерируются высокочастотные колебания.
175
Рис. III—29. Временные диаграммы напряжений
аппарата «Искра-1».
а — напряжение сети; б — импульсы на входе ждущего
мультивибратора; в — импульсы на выходе, ждущего
мультивибратора; г—высокочастотные импульсные коле-
бания на выходе резонатора.
г
Рис. III—30. Электрическая схема модуля-
тора аппарата «Искра-4».
Отрицательные импульсы длительностью около 100 мкс снимаются
с катода лампы мультивибратора и через разделительный конденсатор 6
подаются на сетку правого триода модуляторной лампы Л4. Катод этого
триода соединен с источником отрицательного напряжения — выпрямите-
лем, собранным по мостовой схеме на диодах Д1 и конденсаторе 2.
С катода левого триода отрицательное напряжение подается на
управляющие сетки генераторной лампы Л5 и запирает ее. В моменты
времени, когда правый триод модуляторной лампы заперт отрицатель-
ным импульсом, отрицательное напряжение с сетки генераторной лампы
снимается, и генератор самовозбуждается.
Учитывая специфичность модуляторной части, рассмотрим ее более
подробно с помощью схемы (рис. III—30), на которой она для нагляд-
ности изображена несколько
иначе, чем на рис. III — 28.
При отсутствии отрицательно-
го импульса, поступающего с
катода лампы ждущего муль-
тивибратора (ЛЗ), правая по-
ловина лампы Л4 открыта, так
как ее катод имеет отрицатель-
ный потенциал относительно
анода, а к сетке относительно
катода приложено положитель-
ное напряжение около 1,5 В,
образующееся за счет делите-
ля: резистор 15 — внутренне?
сопротивление промежутка сет-
ка — катод.
Анодный ток правого трио-
да лампы Л4 протекает через
цепочку из резисторов 16—18
и обмотку реле Р. Падение на-
пряжения на обмотке реле
приложено минусом к сетке
левого триода лампы ~'
вследствие чего он заперт,
резисторов 16—18, составляю-
Л4,
Падение же напряжения на цепочке
щее около 200 В, приложено минусом к управляющим сеткам генера-
торной лампы, надежно запирая ее.
Когда правая половина лампы Л4 закрывается отрицательным
импульсом ждущего мультивибратора, запирающее напряжение сни-
мается с сетки генераторной лампы, и генерируется высокочастотный
импульс.
При прекращении тока через правую половину Л4 ток в обмотке
реле из-за большой индуктивности практически не изменяет своей ве-
личины.
Возникающая в обмотке реле ЭДС самоиндукции создает на сетке
левого триода Л4 положительный потенциал по отношению к его като-
ду. Триод открывается, и через его промежуток сетка — катод проходит
ток обмотки реле Р. Сопротивление участка анод — катод этого триода
вместе с цепочкой резисторов 16—18 используются при этом для полу-
чения напряжения автоматического смещения на управляющих сетках
генераторной лампы.
Цепочка из диода Д2, резистора 19 и конденсатора 7 корректирует
задний фронт положительного импульса, образующегося на катоде ле-
вого триода Л4.
Амплитуда высокочастотных колебаний нарастает с момента их воз-
никновения в течение почти всего времени существования импульса.
3 76
После его оконча
формируется «ко..
Такая форма ]
частотного спектр
диопомех.
МОЩНОСТЬ ИМ1
ны напряжения н
генерации импулз
менное напряжен
VI трансформатор
ваемого фазовраи
торого выведена i
меняется сдвиг с]
ного импульса.
В аппарате И1
перегрузок в слу1
жим непрерывно:
сов.
К этим устро
смещения, состоя
Как уже был<с
мотку реле Р пос
руют резистор 2
строя лампы Л4
лампу не подает
в цепь катода bi
рацию.
Цепочка R29„
торая резко уме
ходе генератора
Все напряжен
ся с помощью тр
на первичную об
щий фильтр —б.,
каждом сетевом
Для компенс
обмотке трансфк
мощью переклю>
Контроль на!
мо му от накальн
Устройств
в металлическое
нелью 2. При пе
ный ящик с резс
плектом электро
ного, десенного,
вого и вагинальн
Для фиксацк
входят в отверс"
подставки при э
На передней
ния, глазок 5 лг
переключателя
розетка 8 для ш
На задней сп
предохранителе
Катушка ре:
чивающимся дн<
12 № 1471
После его окончания колебания постепенно затухают. Таким образом,
формируется «колоколообразная» огибающая радиоимпульса.
Такая форма радиоимпульса обеспечивает минимальную ширину его
частотного спектра и соответственно снижает уровень создаваемых ра-
диопомех.
Мощность импульса высокочастотных колебаний зависит от величи-
ны напряжения на экранирующих сетках генераторной лампы в момент
генерации импульса. Поскольку на экранирующие сетки подается пере-
менное напряжение, снимаемое непосредственно со вторичной обмотки
VI трансформатора Тр, то его величина зависит от сдвига фазы, созда-
ваемого фазовращателем. С помощью переменного резистора 1, ось ко-
торого выведена на переднюю панель аппарата (ручка «Мощность»), из-
меняется сдвиг фазы и соответственно регулируется мощность выход-
ного импульса.
В аппарате имеются устройства, защищающие пациента и схему от
перегрузок в случае перехода генератора из импульсного режима в ре-
жим непрерывной генерации или при уменьшении скважности импуль-
сов.
К этим устройствам относятся реле Р и цепочка автоматического
смещения, состоящая из резистора 29 и конденсатора 24.
Как уже было сказано, при нормальной работе аппарата через об-
мотку реле Р постоянно протекает ток и его замкнутые контакты шунти-
руют резистор 24. В случае, если по какой-либо причине (выход из
строя лампы Л4, неисправность выпрямителя и др.) на генераторную
лампу не подается отрицательное напряжение, реле обесточивается, и
в цепь катода включается резистор 24, срывающий непрерывную гене-
рацию.
Цепочка R29, С24 создает цепь отрицательной обратной связи, ко-
торая резко уменьшает интенсивность колебаний при случайном пере-
ходе генератора в режим меньшей скважности.
Все напряжения, питающие электрические цепи аппарата, получают-
ся с помощью трансформатора Тр. Напряжение питающей сети подается
на первичную обмотку трансформатора через сетевой помехоподавляю-
щий фильтр — блок из трех конденсаторов 12. На выходе фильтра в
каждом сетевом проводе установлены предохранители Пр1, Пр2.
Для компенсации изменений напряжения питающей сети в сетевой
обмотке трансформатора имеются отводы 4—10, коммутируемые с по-
мощью переключателя «Сеть».
Контроль напряжения питания производится по вольтметру, питае-
мому от накальной обмотки II трансформатора.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. III—31) смонтирован
в металлическом прямоугольном кожухе 1, с наклонной передней па-
нелью 2. При переноске над панелью укрепляется деревянный укладоч-
ный ящик с резонатором, шнуром питания, проводом заземления и ком-
плектом электродов: грибовидного большого, грибовидного малого, уш-
ного, десенного, ректального большого, ректального малого, гребешко-
вого и вагинального.
Для фиксации ящика на его крышке имеются две защелки, которые
входят в отверстия в ручке 3 аппарата. Эта же ручка служит в качестве
подставки при эксплуатации аппарата.
На передней панели расположены: индикатор 4 напряжения пита-
ния, глазок 5 лампы, сигнализирующей о включении аппарата, ручка 6
переключателя «Сеть», ручка 7 регулятора «Мощность» и приборная
розетка 8 для подключения шнура резонатора 9.
На задней стенке размещаются сетевая приборная вилка, держатели
предохранителей и зажим защитного заземления.
Катушка резонатора помещается в пластмассовом корпусе с вывин-
чивающимся дном. В середине дна имеется втулка, сквозь которую про-
12 № 1471
177
ходит шнур резонатора. Втулка зажимает шайбы, защищающие шнур
от натяжения и скручивания.
Шасси со смонтированными на нем деталями схемы крепится ко дну
аппарата четырьмя винтами. Для вынимания шасси из корпуса следует
Подготовка ;
нии сетевого шнура и
Установив ручки
и вставив электрод в
шнура. Затем повор;
пор, пока стрелка во
тора шкалы. Через 1
трод, предварительна
к обнаженному учас'
рачивают по часовой
димой интенсивности
но перемещают элекп
но и не отрывая эле!
водят в крайнее леве
При следующих к
выключают. По оке»
«Сеть», а сетевой шнз
Рис. III — 31. Общий вид аппарата «Искра-1». Объяснение в тексте.
§ 3. i.
вывернуть эти винты, снять заднюю крышку аппарата и ручки управле-
ния на передней панели.
Общий вид шасси, вынутого из кожуха, показан на рглс. III—32.
В задней части шасси расположены элементы блока питания: сило-
вой трансформатор 1, конденсаторы 2 высоковольтного выпрямителя в
Ламповый аппарг
тан ВНИИМП и вы
Основные технич!
колебаний 440 кГц ;
колебаний 20—30 м
мальное импульсное
ная индукция (пико1
рабочем объеме кап
пересечения осей сии
ему не превышающе
гулируется ступенчаг
сети переменного то
ниями от +15% до
мощность, потребляв
радиопомех, создава
экранированной каб
X 860 мм; габарита
X 750 X 1900 мм; м<
Структурная:
Рис. III —32. Аппарат «Искра-1» со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
Е
з<а
выпрямителя, создающего отрицательное напряжение, сетевой помехо-
подавляющий фильтр 3. В передней части шасси находятся: в экране 4
переключатель компенсатора сети, измерительный прибор 5, в экране 6
сигнальная лампа. Генераторная лампа 7, лампы импульсного модуля-
тора 8, а также катушка индуктивности 9 и конденсаторы 10 колеба-
тельного контура занимают среднюю часть шасси.
178
Аппарат «Вихрь-
высокочастотных им
катушки пациента (
Генератор, собра
ме ударного возбуж;
ния частотой 440 к]
циента, каркас ее в:
пациент.
Запуск тиратрон!
ком запуска, включ:.
12*
Подготовка аппарата к работе заключается в подключе-
нии сетевого шнура и шнура резонатора и заземления корпуса аппарата.
Установив ручки «Сеть» и «Мощность» в крайние левые положения
и вставив электрод в гнездо резонатора, включают в сеть вилку сетевого
шнура. Затем поворачивают ручку «Сеть» по часовой стрелке до тех
пор, пока стрелка вольтметра не установится в пределах цветного сек-
тора шкалы. Через 1—2 мин аппарат готов к работе. Приложив элек-
трод, предварительно продезинфицированный в 70% растворе спирта
к обнаженному участку тела больного, либо введя его в полость, пово-
рачивают по часовой стрелке ручку «Мощность» до получения необхо-
димой интенсивности разряда. При накожной методике медленно и плав-
но перемещают электрод по поверхности кожи, не слишком надавливая,
но и не отрывая электрод от кожи. По окончании процедуры ручку вы-
водят в крайнее левое положение и снимают электрод с больного.
При следующих одна за другой процедурах сетевое напряжение не
выключают. По окончании рабочего дня аппарат выключают ручкой
«Сеть», а сетевой шнур отключают от сети.
§ 3. Аппарат для общей дарсонвализации
Ламповый аппарат для общей дарсонвализации «Вихрь-1» разрабо-
тан ВНИИМП и выпускался малыми сериями его Опытным заводом.
Основные технические данные аппарата: частота высокочастотных
колебаний 440 кГц +2,5%; длительность импульсов высокочастотных
колебаний 20—30 мкс; частота следования импульсов 100 Гц; макси-
мальное импульсное напряжение на выходе аппарата 20 кВ; максималь-
ная индукция (пиковое значение) высокочастотного магнитного поля в
рабочем объеме катушки пациента (кровати) не менее 1,мТ (в точке
пересечения осей симметрии), при неравномерности поля по всему объ-
ему не превышающей 15%; интенсивность электромагнитного поля ре-
гулируется ступенчато от нуля до максимальной величины; питание от
сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 127 В с отклоне-
ниями от +15% до —25% и 220 В с отклонениями от +10% до —15%;
мощность, потребляемая от сети, не превышает 500 ВА; для подавления
радиопомех, создаваемых аппаратом, эксплуатация его производится в
экранированной кабине; габаритные размеры аппарата 480X 540 X
X 860 мм; габаритные размеры катушки пациента (кровати) 800 X
X 750 X 1900 мм; масса аппарата 60 кг; масса кровати 20 кг.
Структурная схема аппарата
Аппарат «Вихрь-1» (см. структурную схему) состоит из генератора
высокочастотных импульсных колебаний, блока запуска, блока питания,
катушки пациента (кровати).
Генератор, собранный на импульсных водородных тиратронах по схе-
ме ударного возбуждения, создает затухающие высокочастотные колеба-
ния частотой 440 кГц. К выходу генератора подключена катушка па-
циента, каркас ее выполнен в виде кровати, на которой располагается
пациент.
Запуск тиратронного генератора с частотой 100 Гц производится бло-
ком запуска, включающим в себя триггер, блокинг-генератор и катод-
12*
179
«ый повторитель. Триггер синхронизирует блокинг-генератор с удвоен-
ной частотой питающей сети. С выхода катодного повторителя запу-
скающие импульсы поступают на сетки тиратронов.
Регулировка индукции высокочастотного магнитного поля в катушке
пациента осуществляется изменением величины постоянного высокого
напряжения, питающего генератор. Это напряжение контролируется с
помощью измерительного прибора, проградуированного в единицах ин-
дукции, которая пропорциональна амплитуде высокочастотных колеба-
ний, а следовательно, и постоянному высокому напряжению, подаваемо-
му на генератор.
Рис. Ш — 33. Общий вид аппарата «Вихрь-d». Объяснение в тексте.
ки. Вектор магнитг
клетки и направлен
Примененное ус
катушки, поскольк
зующей и при откр
§ 4. Аппэ|
Аппарат для ле
работай ВНИИМГ
Основные техн
колебаний 22 кГц;
нуля до 10 Вт; пт
допустимыми откл<
мощность не более
аппарат выполнен
масса не более 6 ю
Цепь н&и
50Г^208 1
50Гц.220в г
Зенлп 3
Рис. III-34. П|
Аппарат «Вихрь-1» (рис. III — 33) состоитиздвухоснов-
иых частей: собственно аппарата 1—генератора в металлическом
напольном корпусе, и катушки пациента в виде «кровати», на которой
лежит больной во время проведения процедуры.
На горизонтальной панели управления корпуса аппарата расположе-
ны: ручка 2 переключателя сетевого напряжения «Компенсатор», ручка 3
(Переключателя магнитного поля «Интенсивность», измерительный при-
бор для контроля напряжения сети и магнитной индукции в катушке
пациента, кнопочный переключатель «Контроль» с кнопкой «Сеть», при
нажатии которой прибор контролирует напряжение питания аппарата, и
кнопкой «Поле», при нажатии которой прибор контролирует величину
магнитной индукции, ручка 4 процедурных часов — «Минуты», сигналь-
ная лампа, загорающаяся после срабатывания реле выдержки времени,
извещая о готовности аппарата к включению высокого напряжения.
Катушка пациента выполнена в виде кровати и состоит из двух по-
ловин секций: верхней 5 и нижней 6. На нижней располагается в лежа-
чем положении пациент, верхняя — шарнирно соединена с нижней.
Обмотка катушки содержит несколько плоских витков провода 7,
расположенных параллельно друг другу и обтекаемых одним и тем же
высокочастотным током.
Витки обмотки расположены вдоль образующих поверхности эллип-
тического цилиндра. При этом расстояние между плоскостями витков
•выбраны таким образом, что обе секции, соединенные параллельно и со-
гласно, образуют достаточно равномерное магнитное поле внутри катуш-
180
Аппарат предс
с выходным напр:
лянный заполненн
Принципиальнг
рис. III—34.
Электрические
нием на лучевом т
вичной обмоткой 1
торами 4—7. Тран
ник с магнитной
аппарата сердечни
точно высокую до С
туров. Вторичный
конденсатора 9 и г
Обмотка 5—6 1
ки и образует с es
пряжение до 4,5 к!
гармоник, а также
генератора.
Наличие колеб
ных контуров, МО!
исключить переске
условия самовозб}
ки. Вектор магнитной индукции лежит в плоскости поперечного сечения
клетки и направлен перпендикулярно плоскости витков.
Примененное устройство позволяет значительно повысить надежность
катушки, поскольку витки расположены не поперек, а вдоль ее обра-
зующей и при открывании верхней секции не разрываются.
§ 4. Аппарат для терапии током надтональной частоты
Аппарат для лечения током надтональной частоты «Ультратон» раз-
работан ВНИИМП и выпускается Московским заводом ЭМА.
Основные технические данные аппарата: частота высокочастотных
колебаний 22 кГц+ 7,5 %; выходная мощность плавно регулируется от
нуля до 10 Вт; питание от сети переменного тока напряжением 220 В с
допустимыми отклонениями +5%, —10% от номинала; потребляемая
мощность не более 80 ВА; по защите от поражения электрическим током
аппарат выполнен по классу 01; габаритные размеры 341X262X142 мм;
масса не более 6 кг.
Рис. III — 34. Принципиальная электрическая схема аппарата «Ультратон».
Аппарат представляет собой источник высокочастотных колебаний-
с выходным напряжением, достигающим 4,5 кВ, подаваемых на стек-
лянный заполненный неоном электрод.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на<
рис. III—34.
Электрические колебания создаются генератором с самовозбужде-
нием на лучевом тетроде 6П36С (V2). Анодный контур образован пер-
вичной обмоткой 1—3 высокочастотного трансформатора Т2 и конденса-
торами 4—7. Трансформатор Т2 имеет П-образный ферритовый сердеч-
ник с магнитной проницаемостью порядка 3000. На рабочей частоте
аппарата сердечник имеет малые потери, что позволяет получить доста-
точно высокую добротность анодного и вторичного — повышающего кон-
туров. Вторичный контур состоит из обмотки 4—5 трансформатора и
конденсатора 9 и повышает напряжение до 3 кВ.
Обмотка 5—6 трансформатора Т2 является частью вторичной обмот-
ки и образует с емкостью нагрузки выходной контур, повышающий на-
пряжение до 4,5 кВ. Выходной контур обеспечивает фильтрацию высших
гармоник, а также уменьшает влияние переменной нагрузки на режим
генератора.
Наличие колебательной системы, состоящей из трех сильно связан-
ных контуров, может приводить к появлению трех частот связи. Чтобы
исключить перескоки частоты генерации, приняты меры к тому, чтобы'
условия самовозбуждения выполнялись только для одной из частот свя-
181>
зи. Это достигается тем, что напряжение обратной связи, подаваемое
на управляющую сетку генераторной лампы, снимается с включенного
во вторичный контур конденсатора 8.
Параллельно первичной обмотке подключена катушка L со стержне-
вым ферритовым сердечником, который может перемещаться в катушке.
Возникающее при этом изменение индуктивности катушки и соответ-
ственно сдвиг рабочей частоты генератора используется при заводской
настройке аппарата.
Через разделительный конденсатор 10 напряжение со вторичной об-
мотки высокочастотного трансформатора Подается на гнездо выходного
разъема Х2. К разъему подключена вилка провода, соединенного с дер-
жателем электрода V3.
Рис. III — 35. Общий вид аппарата «Ультратои», Объяснение в тексте.
Анодная цепь генератора питается по последовательной схеме от вы-
прямителя, собранного на кремниевом мосте VI с фильтровым электро-
литическим конденсатором 2. Напряжение на мост поступает со вторич-
ной обмотки силового трансформатора Т1 (выводы 7—14). Обмотка
шунтирована помехоподавляющим конденсатором 1.
Экранирующая сетка генераторной лампы питается от того же вы-
прямителя, что и анод, через потенциометр 1. Ось потенциометра выве-
дена на панель управления (ручка «Л1ощность») и служит для плавной
регулировки напряжения на сетке лампы, а следовательно, и выходной
мощности генератора. Для выравнивания регулировочной характеристи-
ки напряжение с потенциометра полается на экранирующую сетку через
делитель на резисторах 2, 3, 5. Подбором резисторов 2 и 3 при настрой-
ке аппарата устанавливается номинальное значение выходной мощно-
сти. Автоматическое смещение на управляющей сетке лампы образуется
за счет падения напряжения на резисторе 8. Конденсатор 3—блокиро-
вочный, резисторы 4, 6,7— антипаразитные.
В качестве силового трансформатора Т1 использован унифицирован-
ный анодно-накальный трансформатор типа ТАН. Накальные обмотки
трансформатора 19—21 и 22—24 соединены параллельно и питают цепь
накала генераторной лампы. К отводам этих обмоток присоединена
лампа накаливания Н, сигнализирующая о включении аппарата в сеть.
В сетевой цепи имеются предохранитель г и выключатель S (ручка
«Выкл.—- Сеть» на панели управления аппарата),
Й2
Устройство аппарата. Аппарат (рис. III—35) имеет настоль-
ную, приспособленную для переноски конструкцию. Электрическая часть
смонтирована на шасси из дюралюминиевых уголков, к которому жестко
прикреплена панель управления. Шасси вставлено в металлический ко-
жух и крепится к его нижней стенке четырьмя винтами. Для удобства
переноски кожух снабжен ручкой, используемой также как подставка
при эксплуатации аппарата.
На лицевой панели расположены: в центре — ручка 1 «Мощность»,
для плавной регулировки выходной мощности, слева — выключатель 2
сети «Выкл.— сеть» и над ним зеленый глазок 3 лампы, сигнализирую-
щий о включении аппарата в сеть.
Рис. III — 36. Аппарат «Ультратон» со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
На правой боковой стенке кожуха имеется отверстие для подключе-
ния однополюсной вилки 4 высоковольтного кабеля электрододержате-
ля 5. В электрододержателе находится гнездо с пружинным контактом,
в которое вставляется своим цоколем электрод 6. Сменные электроды
имеют стеклянные баллоны различной формы в зависимости от их на-
значения. В отличие от электродов «Искра-1» они наполнены неоном
при давлении около 10 торр и имеют соединенный с цоколем ввод. Ввод,
выполненный в виде цилиндрической спирали из молибденовой прово-
локи, проходит через основание стеклянного баллона. Наличие ввода
исключает падение напряжения на значительном емкостном сопротив-
лении, которое представляет собой стеклянная стенка баллона, что по-
зволяет уменьшить выходное напряжение аппарата.
Аппарат со снятым кожухом показан на рис. III—36. В задней части
шасси размещены: силовой трансформатор 1, высокочастотный транс-
форматор с укрепленной над ним платой с конденсаторами 2 анодного
контура, рядом с трансформатором генераторная лампа 3. В передней
183
части шасси расположены: слева — плата с конденсатором 4 фильтра
и патроном 5 сигнальной лампы, справа — плата с конденсатором 6 вто-
ричного контура, конденсатором 7 сеточной цепи и конденсатором 8 вы-
ходного контура, в центре — потенциометр 9 для регулировки напряже-
ния на экранирующей сетке генераторной лампы.
В комплект аппарата входят два набора электродов (основной и запасной). В каж-
дом наборе имеются электроды: грибовидные большой и малый, вагинальный, рек-
тальные диаметром 11 и 15 мм, носовой диаметром 7 мм.
Управление аппаратом при проведении процедур. Установив
ручку «Мощность» в крайнее левое положение и выключатель сети в по-
ложение «Выкл.», заземляют аппарат с помощью третьей жилы сетевого
шнура, ответвляющейся у сетевой вилки. Включают вилку в сетевую
розетку с напряжением 220 В. Присоединив вилку кабеля электрододер-
жателя к гнезду выходного разъема на правой стенке аппарата, перево-
дят выключатель сети в положение «Сеть» — аппарат готов к работе.
Выбрав необходимый для проведения процедуры электрод, встав-
ляют его цоколь в гнездо электрододержателя. Затем прикладывают
электрод к предварительно обнаженному участку тела и устанавливают
ручкой «Мощность» необходимую интенсивность воздействия. При этом
ориентируются на интенсивность свечения электрода и ощущения боль-
ного.
Поскольку в аппарате применена монополярная методика, то цепь
высокочастотного тока замыкается через распределенную емкость па-
циента на землю. По этой причине не следует во время процедуры ка-
саться тела пациента, так же как и пациент не должен прикасаться к
заземленным предметам. В месте касания возникает концентрация сило-
вых линий поля и возможно проскакивание искры, связанное с неприят-
ными ощущениями.
По окончании процедуры ручка «Мощность» поворотом до отказа
против часовой стрелки устанавливается в нулевое положение, а пере-
ключатель сети переводится в положение «Выкл.».
Раздел 4
АППАРАТ ДЛЯ ИНДУКТОТЕРМИИ
Аппарат для индуктотермии ИКВ-4 разработан и выпускается Мос-
ковским заводом ЭМА. Он заменил снятый с производства аппарат
ДКВ-2М, описанный в 4-м издании книги. Новый аппарат существенно
отличается от своих предшественников. Наиболее важное отличие за-
ключается в применении резонансных индукторов, что позволило при
работе с ними отказаться от подстройки в резонанс выходного контура
аппарата в условиях эксплуатации.
Основные технические данные аппарата: частота высокочастотных
колебаний 13,56 МГц + 0,05%; наибольшая выходная мощность 200 Вт,
регулировка выходной мощности восемью ступенями; питание от сети
переменного тока частотой 50 Гц напряжением 127 и 220 В, при откло-
нениях +5%, —10% от номинала; потребляемая мощность не более
1500 ВА; по защите от поражения электрическим током аппарат вы-
полнен по классу I; габаритные размеры (без держателя индукторов)
900 X 620 X 520 мм; масса не более 75 кг.
Аппарат представляет собой высокочастотный трехкаскадный генера-
тор, нагруженный на сменный индуктор, магнитное поле которого ис-
пользуется для местного воздействия на организм.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. III—37 (см. вкладку).
184
Для обеспечения жесткого допуска на частоту +0,05% высокоча-
стотный генератор выполнен по трехкаскадной схеме с кварцевой стаби-
лизацией. Задающий генератор собран на пентоде Л1 и содержит квар-
цевый резонатор ПЭ, включенный последовательно в контур между
управляющей и экранирующей сетками лампы. Усиление колебаний про-
исходит в анодной цепи, в которую включен колебательный контур —
катушка индуктивности 1, конденсаторы 5, 7 и входная емкость лампы
Л2. Индуктивность катушки 1 при настройке задающего генератора мо-
жет регулироваться с помощью передвижного ферритового сердечника.
Смещение на управляющую сетку автоматическое за счет резистора 2
в сеточной цепи.
Высокочастотное напряжение через конденсатор 7 подается на уп-
равляющую сетку пентода Л2, используемого в усилительном каскаде.
В анодной цепи каскада имеется колебательный контур—-катушка ин-
дуктивности 2, конденсаторы 12, 13. Конденсатор 12 — переменный для
настройки контура в резонанс с частотой задающего генератора.
Высокочастотное напряжение с части витков катушки индуктивно-
сти 2 подается на управляющие сетки ламп усилителя мощности (ЛЗ,
Л4). Для ступенчатой регулировки выходной мощности аппарата пред-
усмотрено изменение величины этого напряжения, что осуществляется
ступенчатым изменением напряжения питания на экранирующей сетке
лампы Л2. С помощью переключателя В2 (ручка «Доза» на панели
управления) коммутируются переменные резисторы 20—27 делителя в
цепи питания экранирующей сетки (второе плечо делителя — резисторы
9, 28). Возможность регулировки напряжения возбуждения с помощью
переменных резисторов 20—27. обеспечивает достаточно точную установ-
ку выходной мощности на каждой ступени при настройке аппарата. На-
пряжение питания на экранирующую сетку подается от двухполупериод-
ного выпрямителя на столбах Д7, Д8 с фильтровым дросселем ДрЗ.
Анодные цепи ламп усилителя и задающего генератора, а также экрани-
рующая сетка лампы усилителя мощности питаются нерегулируемым
напряжением от того же выпрямителя.
Чтобы уменьшить зависимость выходной мощности аппарата от на-
пряжения питающей сети, на антидинатронную сетку лампы Л2 через
усилитель постоянного тока подается отрицательное напряжение. Ис-
точником напряжения служит выпрямитель на диодах Д9, ДЮ, питае-
мый от вторичной обмотки трансформатора Тр2. Усилительный каскад
на транзисторе Т обеспечивает передачу на антидинатронную сетку уси-
ленных изменений напряжения выпрямителя. Так, например, при умень-
шении напряжения питающей сети уменьшается напряжение выпрями-
теля и соответственно меньшее отрицательное напряжение подается на
антидинатронную сетку. Благодаря этому поддерживается на постоян-
ном уровне анодный ток лампы Л2 и напряжение возбуждения на сетках
усилителя мощности.
Питание цепей накала ламп Л1 и Л2 производится стабилизиро-
ванным с помощью стабилитронов Д1 — Д4 напряжением. С помощью
переменных балластных резисторов 3, 4 в небольших пределах
возможна регулировка напряжения накала, которое должно состав-
лять 4,25 В.
Усилитель мощности собран на двух параллельно включенных пен-
тодах ГК-71 (ЛЗ, Л4). Анодный контур усилителя образован индуктив-
ностью вариометра 5, конденсатором 18. Вариометр представляет собой
две плоские спиральные катушки, содержащие по 5 витков каждая. Ка-
тушки выполнены печатным способом на листах фольгированного сте-
клотекстолита. Регулировка индуктивности вариометра осуществляется
изменением расстояния, а, следовательно, и связи между параллельно
расположенными катушками. Таким образом производится настройка
контура в резонанс с частотой задающего генератора.
185
Конденсаторы 14, 15, 19, 23, дроссели Др2, Др4— блокировочные
элементы; дроссели Др5, Дрб служат для подавления паразитных коле-
баний.
Анодная цепь выходного каскада питается от высоковольтного вы-
прямителя на диодах Д5, Д6, не имеющего сглаживающего фильтра.
В цепь управляющих сеток подается внешнее напряжение смещения от
выпрямителя на диодах Д9—ДЮ и фильтровом конденсаторе 17.
Высокочастотные колебания из анодного контура через согласующий
индуктивно-емкостной делитель (воздушные катушки индуктивности 6,
7, 13, конденсаторы 22, 25, 28) подаются на выходное коаксиальное гне-
здо ШЗ. В этой цепи включен высоковольтный конденсатор 22, обеспе-
чивающий надежное разделение по низкой частоте выходной цепи от
цепей питания усилителя мощности. Кроме того, для защиты от пора-
жения низкочастотным током катушка индуктивности 7 соединена с
шасси аппарата.
Силовой трансформатор Тр1 обеспечивает питание переменным на-
пряжением электрических цепей аппарата. В сетевых проводах нахо-
дятся двухполюсный выключатель В1 (кнопки «Выкл.», «Вкл.» на па-
нели управления) и предохранители Пр1, Пр2. Блок С20 помехоподав-
ляющих конденсаторов обеспечивает подавление радиопомех, распро-
страняющихся по сети. Непосредственно к сетевым проводам подключен
также электродвигатель М электровентилятора, обеспечивающего при-
нудительное воздушное охлаждение аппарата.
Работа аппарата происходит следующим образом. При включении в
сеть подаются напряжения питания в цепи накала всех ламп, на элект-
ровентилятор, анодное напряжение и напряжение смещения на лампы
выходного каскада. При этом загорается сигнальная лампа Лб на па-
нели управления. Цепь питания ламп задающего генератора, усилителя
и экранирующих сеток ламп выходного каскада разорвана нормально-
разомкнутыми контактами процедурных часов РВ (ручка «Минуты» на
панели управления). Для того чтобы включить генератор, необходимо
вывести из нулевого положения ручку процедурных часов. При этом
контакты часов замкнутся и на управляющие сетки ламп выходного ка-
скада будет подано напряжение возбуждения. Усиленные по мощности
высокочастотные колебания поступают на выход аппарата. Одновремен-
но загорится сигнальная лампа Л5 на панели управления. За 15—20 с
до конца процедуры кулачок, связанный с осью процедурных часов,
включает микровыключатель ВЗ, и на обмотку электромагнитного релеР
с выводов 52—28 силового трансформатора через резистор 17 подается
напряжение питания. Вибрация подвижной части реле создает акусти-
ческий сигнал об окончании процедуры. Через 15—20 с процедурные
часы своими контактами отключают питание ламп возбудителя и усили-
теля, а также экранирующих сеток ламп усилителя мощности, прекра-
щая тем самым генерадию высокочастотных колебаний. Одновременно
контакты часов разорвут цепь питания реле Р, прекращая звуковой си-
гнал. Об окончании процедуры, помимо звукового сигнала, свидетель-
ствует также погасание сигнальной лампы Л5.
Высокочастотное магнитное поле, воздействующее на ткани тела па-
циента, создается с помощью сменных индукторов (рис. III—38). Резо-
нансные индукторы, большой и малый представляют собой контур (L8,
СЗО), настроенный в резонанс с частотой задающего генератора. Коа-
ксиальным кабелем У1—ШЗ, емкость которого также входит в колеба-
тельный контур, индуктор подключен к выходному гнезду аппарата (для
согласования с генератором применено частичное включение катушки).
Высокочастотный контурный ток, протекая по катушке, создает магнит-
ное поле, в которое помещается подвергаемая воздействию часть тела
пациента. Для того чтобы уменьшить емкостную связь между витками
катушки и телом, индуктор помещен в заземленный электростатический
186
экран. Это позволяет исключить настройку выходного контура при раз-
личных процедурах, что было необходимо в аппаратах для индуктотер-
мии прежних выпусков.
Внутри индукторов помещена индикаторная лампа Л7, питаемая от
витка связи 9. Свечение лампы свидетельствует о наличии высокочастот-
ного напряжения на катушке индуктора, при этом с увеличением вы-
ходной мощности аппарата яркость свечения увеличивается.
Рис. III — 38. Комплект индукторов аппарата ИКВ-4.
а — большей резонансный индуктор с® снятой крышкой; б — крышка; в — малый резонансный
индуктор; г — кабельный индуктор.
Аппарат снабжен также кабельным индуктором (рис. III — 38, г), ин-
дуктивность которого зависит от формы и количества виткоа спирали,
которая образована из него при проведении процедуры. Для настройки
кабельного индуктора в резонанс он подключается к аппарату через со-
гласующее устройство. Это устройство состоит из двух индуктивно свя-
занных контуров — входного (LIO, С29) и выходного (Lil, L12, С32).
Выходной контур симметричен относительно земли и имеет конденсатор
переменной емкости (ручка «Настройка» на корпусе согласующего
устройства) для настройки его вместе с подключенным кабельным ин-
дуктором в резонанс. Для контроля настройки в устройстве имеется ин-
дикаторная лампа Л8, соединенная через подстроечный конденсатор с
выходным контуром.
К аппарату придается также пять гинекологических аппликаторов,
представляющих собой обрезиненные катушки индуктивности различной
формы. Для подключения аппликаторов согласующее устройство имеет
специальные гнезда Ш4—Ш6 «Аппликаторы». При пользовании аппли-
каторами настройка не требуется.
Описание устройства аппарата. Аппарат (рис. III—39)
имеет напольную передвижную конструкцию. Электрическая часть смон-
тирована в каркасе, закрывающемся съемным кожухом. На левой боко-
вой стенке кожуха в кронштейне 1 укреплен держатель 2 индукторов.
В верхней части держателя с помощью зажимного винта крепится резо-
нансный индуктор 3. На этой же стенке кожуха размещается согласую-
щее устройство 4.
187
Рис. III — 39. Общий вид аппарата ИКВ-4.
Объяснение в тексте.
На горизонтальной панели управления размещены: слева — ручка 5
процедурных часов «Минуты», в центре — ручка 6 переключателя мощ-
ности «Доза», справа кнопки 7 сетевого выключателя «Вкл.», «Выкл.»
и глазки 8 сигнальных ламп, указывающих на включение аппарата в
сеть (правая) и на включение высокочастотного генератора (левая).
Аппарат со снятым кожухом показан на рис. III—40. В нижней части
каркаса размещены силовой
трансформатор 1, трансформа-
тор 2 для питания цепей зада-
ющего генератора и усилителя,
плата 3 с выпрямительными
столбами 4 и диодами. В сред-
лей части каркаса смонтирова-
ны в экране 5 задающий гене-
ратор и усилитель, лампы 6
усилителя мощности, электро-
вентилятор 7, вариометр 8.
На верхней крышке карка-
са под панелью управления
установлены сигнальные лам-
пы, элементы выходного кон-
тура, переключатель мощности
и панель с коммутируемыми
переключателем переменными
резисторами.
В комплект к аппарату прида-
ются два резонансных индуктора —
большой и малый, фиксаторы н дер-
жатели кабелей индукторов (по
2 шт.), согласующее устройство, два
кабельных индуктора с шестью фик-
саторами. По специальному заказу
поставляется комплект гинекологиче-
ских аппликаторов, в том числе ва-
гинальный, воротниковый и три пояс-
ничных — большой, средний и малый.
Подготовка к работе
и управление аппара-
том при проведении
процедуры. Повернув пред-
варительно ручки на панели
управления против часовой стрелки до упора и нажав на красную кноп-
ку «Выкл.», включают вилку сетевого шнура в сетевую розетку с зазем-
ляющими контактами.
Устанавливая в гнездо держателя резонансный индуктор,, подключа-
ют к выходу аппарата наконечник его кабеля. Затем, нажав на черную
кнопку «Вкл.», включают аппарат. При этом должна загореться правая
сигнальная лампа. Поворачивая по часовой стрелке до упора ручку
«Минуты», включают высокочастотный генератор. При этом загорается
левая сигнальная лампа. Убедившись с помощью ручного индикатора
настройки в наличии высокочастотного напряжения на индукторе, закан-
чивают подготовку аппарата. Для выключения генератора ручку «Мину-
ты» поворачивают до упора против часовой стрелки. Затем, нажав на
красную кнопку, выключают сетевое напряжение.
Для проведения процедуры выбирают необходимый индуктор. Ка-
бельный индуктор и гинекологические аппликаторы подключают через
согласующее устройство, которое может быть установлено в держатель
или оставаться на стенке аппарата. Наконечник кабеля этого устройства
вставляют в выхо
нечники кабельнс
устройства.
Рис. III -•
Удалив из
кольца и т. и
положение пс
было указано
ты», интенсив,
ориентируютс
188
ены: слева — ручка 5
переключателя мощ-
геля «Вкл.», «Выкл.»
:лючение аппарата в
генератора (левая).
—40. В нижней части
размещены силовой
чатор 1, трансформа-
питания цепей зада-
ieparopa и усилителя,
с выпрямительными
4 и диодами. В сред-
каркаса смонтирова-
ше 5 задающий гене-
усилитель, лампы 6
! мощности, электр о-
Ф 7, вариометр 8.
рхней крышке карка-
панелыо управления
:ны сигнальные лам-
енты выходного кон-
еключатель мощности
з с коммутируемыми
ателем переменными
дои.
плект к аппарату прида-
эезонансных индуктора —
малый, фиксаторы и дер-
абелей индукторов (по
ласующее устройство, два
индуктора с шестью фик-
По специальному заказу
:я комплект гинекологиче-
каторов, в том числе ва-
воротниковый и три пояс-
юльшой, средний и малый.
'отовка к работе
i в лен и е аппара-
ри проведении
уры. Повернув пред-
Но ручки на панели
жав на красную кноп-
евую розетку с зазем-
i индуктор, подключа-
тем, нажав на черную
кна загореться правая
'елке до упора ручку
. При этом загорается
о ручного индикатора
я на индукторе, закан-
[ератора ручку «Мину-
лки. Затем, нажав на
।
Удимый индуктор. Ка-
фы подключают через
'ановлено в держатель
абеля этого устройства
вставляют в выходное гнездо аппарата, а вилки аппликаторов или нако-
нечники кабельного индуктора подключают к соответствующим гнездам
устройства.
Рис. Ш — 40. Аппарат ИКВ-4 со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
Удалив из области воздействия все металлические предметы (серьги,
кольца и т. п.), располагают индуктор или аппликатор в необходимое
положение по отношению к пациенту. Затем включают аппарат, как
было указано выше. Время процедуры устанавливают по шкале «Мину-
ты», интенсивность воздействия с помощью ручки «Доза». При этом
ориентируются на ощущения пациента. При использовании кабельного
189
индуктора ручкой на согласующем устройстве настраивают выходной
контур в резонанс.
При использовании резонансного индуктора его укрепляют в держа-
теле и устанавливают относительно тела пациента с зазором 1—2 см.
Во всех случаях наличие высокочастотных колебаний и контроль на-
стройки в резонанс производят с помощью индикатора настройки, под-
нося его к индуктору.
По истечении заданного по процедурным часам времени раздается
звуковой сигнал и отключается высокочастотный генератор. Ручку
«Доза» следует установить в положение «1» и, нажав на красную кноп-
ку, выключить сетевое напряжение.
Указания по смене ламп и по регулировке. В связи с
использованием в аппарате трехкаскадного генератора с кварцевой ста-
билизацией частоты, при смене ламп генератора, а также после ремонта
следует производить настройку контуров. После смены ламп Л1 и Л2
подстраивают катушку индуктивности 1. Для этого подключают лампо-
вый вольтметр (например, типа ВК7-9) ко 2-й ножке лампы Л2 и, вра-
щая сердечник катушки, добиваются максимального показания вольт-
метра, которое должно быть не менее 20 В. Затем фиксируют краской
положение сердечника.
После смены ламп усилителя мощности (ЛЗ, Л4) следует подстроить
его сеточный и анодный контуры. Для контроля настройки в цепь анода
(разъем Ш1) включают амперметр с пределом измерений 5А. Включив
аппарат, вращением ротора переменного конденсатора 12 добиваются
максимального отклонения стрелки миллиамперметра. Затем, перемещая
плоскую спираль вариометра 5, настраивают анодный контур по мини-
мальному показанию амперметра. После настройки контуров следует
проверить работоспособность аппарата.
На гнездах «аппликаторы» согласующего устройства высокочастотное
напряжение должно быть не менее 180 В. Проверку производят с по-
мощью вольтметра ВК7-9 с делителем ДН-2.
После ремонта резонансного индуктора также требуется проверить
его настройку. Для этого индуктор устанавливают на расстоянии около
15 см от подключенного к аппарату настроенного индуктора (рабочие
поверхности обоих индукторов должны быть параллельны). Подключив
к контактам разъема на конце кабеля настраиваемого индуктора неоно-
вую лампу, регулируют по ее максимальному свечению конденсатор
индуктора. Регулировку производят пластинкой из изоляционного мате-
риала через щель в корпусе.
Описанная выше настройка может производиться только квалифици-
рованным имеющим специальное разрешение персоналом. При настрой-
ке должны строго выполняться правила техники безопасности при рабо-
тах с высоким напряжением.
Раздел 5
АППАРАТЫ ДЛЯ УВЧ-ТЕРАПИИ
§ 1. Общие сведения
Аппараты для УВЧ-терапии, в настоящее время наиболее распро-
страненный вид высокочастотной физиотерапевтической аппаратуры,
представляют собой генераторы электрических колебаний ультравысоко-
частотного диапазона.
Все выпускаемые промышленностью аппараты для УВЧ-терапии ра-
ботают на выделенной частоте 40, 68 МГц с допуском +2%.
В зависимости от целевого назначения применяются аппараты с раз-
личной величиной выходной мощности.
190
Переносные аппараты в портативном исполнении рассчитаны для по-
мощи у постели больного на дому и в больничной палате. Они имеют
небольшие габариты и вес и переносятся одним человеком. Выходная
мощность портативных аппаратов невелика—30—40 Вт, и с их помощью
может производиться воздействие только на небольшие участки тела.
Переносные аппараты, рассчитанные на переноску двумя лицами,
имеют мощность 70—80 Вт и обеспечивают проведение большинства
местных процедур. Все переносные аппараты представляют собой на-
стольные конструкции.
Передвижные аппараты используются, как правило, на одном месте
в физиотерапевтическом кабинете. Они выполняются в виде напольных
тумб, снабженных колесами и ручками для перемещения. Выходная
мощность передвижных аппаратов составляет 300—400 Вт и с их по-
мощью могут проводиться все виды лечебных воздействий.
Блок-схема аппарата для УВЧ-терапии включает в себя электронно-
ламповый генератор УВЧ колебаний, выходной контур (контур пациен-
та) и блок питания. В передвижных аппаратах самостоятельным блоком
является устройство для автоматической настройки контура пациента в
резонанс с частотой генератора.
Рис. III—-41. Изменение анодного тока генераторной лампы аппарата для
УВЧ-терапии во время проведения процедуры; стрелкой указан момент включе-
ния устройства для автоматической настройки контура пациента.
1о —ток, соответствующий полностью расстроенному контуру пациента.
Генератор УВЧ колебаний собран обычно по наиболее простой схеме
с самовозбуждением. Несмотря на значительные изменения нагрузки,
имеющие место в условиях эксплуатации, однокаскадная схема обеспе-
чивает необходимую стабильность частоты. Ступенчатая регулировка
мощности генератора осуществляется изменением напряжения питания
анода или экранирующей сетки генераторных ламп.
Контур пациента, индуктивно связанный через шлейф связи с анод-
ным контуром генератора, обеспечивает передачу энергии УВЧ колеба-
ний в ткани тела больного, являющиеся нагрузкой для генератора.
Контур пациента имеет в своем составе расположенную внутри аппа-
рата колебательную систему, состоящую из катушек индуктивности и
конденсаторов и соединенную с выходными гнездами аппарата, а также
находящиеся вне аппарата конденсаторные электроды (либо индуктор)
и провода, соединяющие электроды с входными гнездами.
Для настройки контура пациента в резонанс используется конденса-
тор переменной емкости, ось ротора которого выведена на панель управ-
ления аппарата. Расстройка контура пациента, имеющая место в усло-
виях эксплуатации из-за непроизвольных перемещений больного, при-
водит к изменениям выходной мощности и вызывает необходимость в
периодической подстройке контура. В передвижных аппаратах для ав-
томатической настройки используется управляющее реверсивным элект-
родвигателем электронное устройство, на вход которого подается сигнал,
пропорциональный току анодной или сеточной цепи генераторной лампы.
Электродвигатель приводит ротор переменного конденсатора в колеба-
тельное движение около положения, соответствующего настройке кон-
тура пациента.
191
рис. Ш —42. Принципиальная электрическая схема аппарата УВЧ-30.
На рис. III — 41 при-
веден график изменений
анодного тока генератор-
ной лампы аппарата для
УВЧ-терапии (пропорцио-
нального выходной мощ-
ности) в процессе прове-
дения процедуры без под-
стройки контура пациента
и с автоматической под-
стройкой. Применение
автоподстройки стабили-
зирует величину выход-
ной мощности и упрощает
эксплуатацию аппарата.
Блок питания обеспе-
чивает питающими напря-
жениями электрические
цепи аппарата. Для пита-
ния анодной цепи генера-
тора используется как пе-
ременное, так и выпрям-
ленное напряжение. В по-
следнем случае применя-
ется высоковольтный вы-
прямитель, в маломощ-
ных аппаратах использу-
ется выпрямитель с емко-
стным фильтром.
Номинальное напря-
жение в ряде аппаратов
обеспечивается переклю-
чением компенсационных
витков первичной обмот-
ки силового трансформа-
тора. Общий КПД аппа-
ратов для УВЧ-терапии
составляет 25—40%.
§ 2. Аппараты для
УВЧ-терапии переносные
Переносный аппарат
для УВЧ-терапии УВЧ-30
разработан ВНИИМП,
модернизирован и выпу-
скается Московским заво-
дом ЭМА. Небольшая
масса и габариты аппара-
та позволяют применять
его для проведения про-
цедур у постели больного
на дому или в клиниче-
ских условиях. Для ис-
пользования в детской ле-
чебной практике в аппа-
рате имеется режим пони-
женной мощности.
Основные тез
40,68 МГц+2% ;
первая ступень 1
ного тока частоте
ная потребляема!}
электрическим тс
меры корпуса аш
лее 12,5 кг.
Принципиалм
на рис. III—42. I
схеме на двойном
двухконтурная. А
выходными емкое
С ПОМОЩЬЮ KOTOJ
генератора.
Сеточный кон?
емкостями лампь
емкости лампы, j
Резистор / автоз
высокочастотного
блокирована по в
ка — конденсатор
При помощи 1
кой индуктивност
выходным контур
ческий заземленн
между анодным i
ной двухтактной
лучение аппарате»
Катушки 4 и
предназначенный
Выходной кон
конденсатор 1 пе
контура в резона
Питание анод
собранного по Д1
Д2, ДЗ с тремя с
ми 10—12. Напр
дается в среднюю
Экранирующа
ля через гасящий
Переключение
ся с помощью пе;
в цепи выпрямите
Выпрямитель
трансформатора
воды, присоедине
этого переключатг
аппарата. Напря:
мерительного npi
ключателя В1 «I
мотке трансформ!
Резистор подбир<
ния накала стре.
на его шкале.
При ненажатс
подключен парад
циональны сумме
13 № 1471
192
Основные технические данные аппарата: частота генератора
40,68 МГц+2% ; выходная мощность регулируется двумя ступенями —
первая ступень 15 Вт, вторая ступень 30 Вт; питание от сети перемен-
ного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В +5%, —15%; максималь-
ная потребляемая из сети мощность—160 ВА; по защите от поражения
электрическим током аппарат выполнен по классу 01; габаритные раз-
меры корпуса аппарата 425X275X230 мм; масса (с комплектом) не бо-
лее 12,5 кг.
Принципиальная электрическая схема аппарата УВЧ-30 приведена
на рис. III—42. Генератор с самовозбуждением собран по двухтактной
схеме на двойном лучевом тетроде ГУ-19 (Л1). Схема автогенератора —
двухконтурная. Анодный контур образован катушкой индуктивности 7,
выходными емкостями ламп ГУ-19 и полупеременным конденсатором 6,
с помощью которого производится заводская настройка частоты авто-
генератора.
Сеточный контур образован катушкой индуктивности 8 и входными
емкостями лампы JI1. Обратная связь осуществляется через проходные
емкости лампы, параллельно которым подключены конденсаторы 5, 7.
Резистор 1 автоматического смещения присоединен к точке нулевого
высокочастотного потенциала катушки индуктивности 8. Нить накала
блокирована по высокой частоте конденсатором 9, а экранирующая сет-
ка— конденсатором 8.
При помощи индуктивной связи через шлейф, образованный катуш-
кой индуктивности 3 и витком 6, анодный контур генератора связан с
выходным контуром (контуром пациента). Виток 6 имеет электростати-
ческий заземленный экран, значительно уменьшающий емкостную связь
между анодным и выходным контурами. В сочетании с симметрирован-
ной двухтактной схемой генератора это позволяет резко уменьшить из-
лучение аппаратом четных гармоник.
Катушки 4 и 5 с конденсатором 4 образуют фильтр нижних частот,
предназначенный для фильтрации гармоник.
Выходной контур включает в себя катушки индуктивности 1 и 2 и
конденсатор 1 переменной емкости. Конденсатор служит для настройки
контура в резонанс с частотой генератора при проведении процедуры.
Питание анодов лампы генератора осуществляется от выпрямителя,
собранного по двухполупериодной схеме на выпрямительных столбах
Д2, ДЗ с тремя соединенными параллельно фильтровыми конденсатора-
ми 10—12. Напряжение анодного питания с выхода выпрямителя по-
дается в среднюю точку катушки 7 анодного контура через дроссель Др.
Экранирующая сетка лампы ГУ-19 питается от этого же выпрямите-
ля через гасящий резистор 2.
Переключение аппарата в режим пониженной мощности производит-
ся с помощью переключателя В2, коммутирующего гасящий резистор 6
в цепи выпрямителя.
Выпрямитель и цепь накала лампы генератора питаются от сетевого
трансформатора Тр. В первичной обмотке трансформатора имеются от-
воды, присоединенные к переключателю ВЗ «Компенсатор». С помощью
этого переключателя устанавливается номинальное напряжение питания
аппарата. Напряжение питания может контролироваться с помощью из-
мерительного прибора ИП. Для этого он с помощью кнопочного пере-
ключателя В1 «Контроль напряжения» подключается к накальной об-
мотке трансформатора через полупроводниковый диод Д1 и резистор 7.
Резистор подбирается так, чтобы при номинальном значении напряже-
ния накала стрелка прибора находилась в середине красного сектора
на его шкале.
При ненажатой кнопке переключателя В1 измерительный прибор ИП
подключен параллельно резистору 3. При этом его показания пропор-
циональны сумме постоянных составляющих анодного тока и тока экра-
13 № 1471
193
нирующей сетки генераторной лампы. В цепь катодного тока включена
также лампа накаливания Л2, зашунтированная резистором 4. По ма-
ксимальному отклонению стрелки прибора и наибольшей яркости свече-
ния лампы можно судить о настройке выходного контура в резонанс с
частотой генератора.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. III—43) смонтирован в
прямоугольном металлическом кожухе со съемной задней стенкой. На
правой боковой стенке укреплены кронштейны 1, в которых устанавли-
ваются шарнирные электрододержатели 2. Конструкция шарниров обес-
печивает надежную автоматическую фиксацию держателей во всех воз-
можных положениях. Над кронштейнами размещены выходные гнезда
для подключения проводов электродов.
На двухцветной передней панели находятся: слева — измерительный
прибор 3, над ним глазок 4 сигнальной лампы, внизу ручка 5 «Мощ-
ность»; справа — ручка 6 «Настройка» и ручка 7 «Компенсатор»; в сере-
дине— кнопка 8 «Контроль напряжения».
Для удобства переноски аппарат снабжен поднимающейся ручкой 9
(показана в поднятом положении).
Детали и элементы схемы аппарата смонтированы на шасси, вдви-
гающемся в кожух и закрепляемом четырьмя винтами через отверстия
в его основании. Вид на шасси показан на рис. III—44. Генераторная
часть отделена от выходного контура вертикальной перегородкой 1,
имеющей в верхней части пружинные контакты 2, обеспечивающие хо-
рошее электрическое соединение с крышкой корпуса. Такие же контакты
для соединения с правой боковой стенкой корпуса имеет горизонтальная
панель шасси.
Генераторная лампа крепится с помощью накидного кольца и соеди-
няется с анодным контуром (катушка 4, конденсатор 5) гибкими про-
водами в фарфоровых изоляторах.
Расположенный в этом же отсеке измерительный прибор отделен
экраном 6. Над прибором крепится сигнальная лампа 7.
Tty
'одного тока включена
резистором 4. По ма-
юльшей яркости свече-
контура в резонанс с
II—43) смонтирован в
ой задней стенкой. На
в которых устанавли-
эукция шарниров обес-
зржателей во всех воз-
цены выходные гнезда
Виток связи 8 выполнен из гибкого коаксиального кабеля, оплётка
которого для обеспечения магнитной связи витка с анодным контуром
имеет разрыв.
Выходной контур — катушки индуктивности 9 и переменный конден-
сатор 10 выполнен одним блоком.
На заднюю стенку шасси выведены: держатели предохранителей 11,
приборная вилка 13 для подключения сетевого шнура, непосредственно-
входящая в экран сетевого фильтра, и зажим защитного заземления 14.
ъяснение в тексте.
слева — измерительный
, внизу ручка 5 «Мощ-
। «Компенсатор»; в сере-
унимающейся ручкой 9
юваны на шасси, вдви-
интами через отверстия
. III—44. Генераторная
(льной перегородкой 1,
2, обеспечивающие хо-
уса. Такие же контакты
:а имеет горизонтальная
сидного кольца и соеди-
нсатор 5) гибкими, про-
I
ельный прибор отделен
(ампа 7.
Рис. III —45. Вид снизу иа шасси аппарата УВЧ-30. Объяснение в тексте.
Вид на шасси снизу показан на рис. III—45. В центре укреплен си-
ловой трансформатор 1, рядом с ним выпрямительные, столбы 2 и вклю-
ченные параллельно фильтровые конденсаторы 3.
*’3 195
Под панелью генераторной лампы расположены катушка сеточного
контура 4, резистор 5 регулировки выходной мощности, гасящий рези-
стор 6 в цепи питания экранирующей сетки.
На задней стенке шасси укреплен экран 7 сетевого фильтра, на пе-
редней— переключатель 8 компенсатора отклонений напряжения сети,
кнопка 9 и переключатель мощности 10.
В комплект аппарата, помимо 3 пар круглых электродов с диаметром конденса-
торной пластины 36, 80 и 413 мм, входит резонансный индуктор ЭВТ-1 (иногда назы-
ваемый аппликатором вихревых токов) и индикатор настройки — неоновая лампа в дер-
жателе из изоляционного материала.
С помощью резонансного индуктора производится воздействие на
ткани тела пациента магнитным полем УВЧ. Показанный на рис.
III—46 в разобранном виде индуктор представляет собой настроенный
Рис. III —46. Индуктор резонансный ЭВТ-1. Объяснение в тексте.
на частоту генератора контур, состоящий из катушки 1 и конденсато-
ра 2. Катушка имеет специальную форму, обеспечивающую минималь-
ное воздействие электрическим полем. Крайние витки отодвинуты от
торцовой плоскости, обращенной к пациенту, что уменьшает емкостную
связь концов катушки, имеющих наибольший электрический потенциал,
с тканями тела пациента.
Конденсатор и катушка смонтированы на основании 3, на которое
навинчивается защитный колпак 4. Основание и колпак изготовлены из
высокочастотного диэлектрика. Соединение индуктора с питающими про-
водами 5 осуществляется с помощью разъемов 6. Штыри 7, которыми
оканчиваются провода, вставляются в выходные гнезда аппарата.
Крепление индуктора в электрододержателе производится винтом 8.
При проведении процедур с использованием резонансного индуктора
он устанавливается так, что торец колпака либо непосредственно касает-
ся поверхности тела, либо находится от него на расстоянии не более
0,5 см. Второй свободный электрододержатель отводится при этом в
сторону.
196
Управление аппаратом при проведении процедур. Установив
ручку «Компенсатор» и ручку переключателя мощности «Мощность» в
выключенное положение, следует заземлить корпус аппарата и вклю-
чить вилку сетевого шнура в штепсельную розетку.
Перед процедурой пациент должен принять удобное положение, ко-
торое он мог бы без напряжения сохранить до окончания процедуры.
Находящиеся в области воздействия часы, кольца, серьги и другие ме-
таллические предметы должны быть сняты. С помощью электрододер-
жателя устанавливают конденсаторные электроды или индуктор в
необходимое положение по отношению к пациенту. При проведении про-
цедур детям раннего возраста рекомендуется подкладывать под элек-
троды войлочные прокладки и фиксировать электроды с помощью рези-
нового бинта. Этим будет исключена расстройка контура при неизбеж-
ных движениях ребенка.
Установив электроды, переводят ручку компенсатора в положение
«1». При этом загорается сигнальная лампочка. Нажав кнопку пере-
ключения прибора, поворачивают ручку до тех пор, пока стрелка при-
бора не установится в пределах красного сектора на его шкале. Выждав
Р/а—2 мин, переводят ручку «Мощность» в положение «15 Вт» или
«30 Вт» и настраивают выходной контур в резонанс. Настройку контро-
лируют с помощью индикатора с неоновой лампой. Лампу подносят к
электродам, и, вращая ручку «Настройка», добиваются ее максимально-
го свечения. Контроль настройки можно вести также по максимальному
отклонению стрелки измерительного прибора (при ненажатой кнопке
переключателя).
По окончании процедуры ручку переключателя мощности переводят
в выключенное положение. Если процедуры больше проводиться не бу-
дут, то ручку компенсатора напряжения сети также переводят в выклю-
ченное положение, а вилку сетевого шнура вынимают из сетевой розетки.
Аппарат для УВЧ-терапии переносный УВЧ-66 разработан Львов-
ским конструкторско-технологическим бюро ЭМА и выпускается Львов-
ским заводом РЭМА. Аппарат существенно отличается от своего пред-
шественника— аппарата УВЧ-4 (см. 4-е издание книги). В нем примене-
на усовершенствованная схема защиты от радиопомех, облегчен тепло-
вой режим работы генераторных ламп, расширены пределы регули-
ровки выходной мощности, увеличена комплектация электродами и др.
Основные технические данные аппарата: частота генератора —
40,68 МГц+2%; максимальная выходная мощность 70 Вт; питание от
сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В + 10%; по-
требляемая из сети мощность не более 500 ВА; по защите от поражения
электрическим током аппарат выполнен по классу 01; габаритные раз-
меры 547X320X315 мм; масса с электрододержателями не более 30 кг.
Аппарат состоит из следующих основных узлов: генератора, выход-
ного контура, блока питания. Принципиальная электрическая схема ап-
парата приведена на рис. III—47.
Генератор с самовозбуждением собран по двухтактной схеме на трио-
дах Г-811 (Л2, ЛЗ).
Анодный контур образован катушками индуктивности 10, 11, выход-
ными емкостями генераторных ламп и подстроечным конденсатором 18,
служащим для заводской регулировки частоты генератора.
В сеточный контур входят катушка индуктивности 14 и входные ем-
кости ламп. Автоматическое смещение создается за счет падения напря-
жения на резисторе 9, включенном в точку нулевого потенциала сеточ-
ного контура, а также резисторов 7, 8, 10 и 11 в катодных цепях. Обрат-
ная связь осуществляется через проходные емкости ламп.
Питание анодной цепи генератора производится по последователь-
ной схеме через дроссель 13 и трехзвенный П-образный фильтр нижних
частот на индуктивностях 19—21 и конденсаторах 23—26. Фильтр умень-
197
Напряжение
шает излучение ради
никновения в них raj
В накальных цепу
фильтры на проходни
Выходной контур
денсаторы И—12 и п
ки контура в резона!
приводится во вращ,<
стройка». Выходной
отверстия в корпусе
Выходной KOHTypi
контуром генератора
имеет электростатич
чен фильтр, состоят
ров 14—17.
Питание аппарат;
трансформатора Тр,
фильтр (проходные
тели Пр1, Пр2 пода!
В цепь одного из
ка «Напряжение» ы
первичной обмотки
от номинала.
От накальной об
лампа Л1, сигнализ;
Повышающая об
анодной цепи генера
«Мощность» на пан,
повышающей обмот
выпрямителем.
Выпрямитель со£
Д1—Д4 с фильтроз
Переключением отв<с
го на выпрямитель,
тора. Соответствени
генератора — 20, 40,
В анодную цепь :i
на котором, nponopi
дается через подбир;
но-замкнутые конта:
прибор ИП. По пока
выходного контура
блокирует прибор пк
При нажатой кнк
раемый при настро
напряжение от отд
При этом по красна
роль напряжения пк
Принудительное
тровентилятором М.
обмотки трансформ,
Для защиты сетч
колебаний между щ
помещен электроста
обмотки, вывод котк
Устройство ;
мы смонтированы и
цель управления. Ш
тает излучение радиопомех, защищая цепи питания аппарата от про-
никновения в них гармоник генератора.
В накальных цепях питания также установлены помехоподавляющие
фильтры на проходных конденсаторах 7—10 и 19—22, дросселях 15—18.
Выходной контур включает в себя катушки индуктивности 3 и 4, кон-
денсаторы 11—12 и переменный конденсатор 13, служащий для настрой-
ки контура в резонанс с частотой генератора. Ось ротора конденсатора
приводится во вращение выведенной на переднюю панель ручкой «На-
стройка». Выходной контур соединен с гнездами Ш2, в которые через
отверстия в корпусе вставляются вилки проводов электродов.
Выходной контур с помощью витка 12 и катушки 5 связан с анодным
контуром генератора. Для защиты от излучения радиопомех виток 12
имеет электростатический экран, а между витком и катушкой 5 вклю-
чен фильтр, состоящий из катушек индуктивности 6—9 и конденсато-
ров 14—17.
Питание аппарата от сети переменного тока производится с помощью
трансформатора Тр. Сетевое напряжение через помехоподавляющий
фильтр (проходные конденсаторы 1—4 и дроссели 1, 2) и предохрани-
тели Пр1, Пр2 подается на первичную обмотку трансформатора.
В цепь одного из сетевых проводов включен переключатель В1 (руч-
ка «Напряжение» на панели управления), коммутирующий отводы от
первичной обмотки для компенсации отклонений сетевого напряжения
от номинала.
От накальной обмотки трансформатора (выводы 18—19) питается
лампа Л1, сигнализирующая о включении сетевого напряжения.
Повышающая обмотка трансформатора предназначена для питания
анодной цепи генераторных ламп. С помощью переключателя В2 (ручка
«Мощность» на панели управления) один из трех отводов (12, 13, 14)
повышающей обмотки трансформатора соединяется с высоковольтным
выпрямителем.
Выпрямитель собран по мостовой схеме на выпрямительных столбах
Д1 — Д4 с фильтровым конденсатором 6. Резисторы 5, 6 — разрядные.
Переключением отводов достигается изменение напряжения, подаваемо-
го на выпрямитель, а следовательно, и анодного напряжения генера-
тора. Соответственно тремя ступенями изменяется выходная мощность
генератора — 20, 40, 70 Вт.
В анодную цепь генератора включен резистор 2, падение напряжения
на котором, пропорциональное анодному току генераторных ламп, по-
дается через подбираемый при настройке гасящий резистор 3 и нормаль-
но-замкнутые контакты 1—3 кнопки Кн «Контроль» на измерительный
прибор ИП. По показаниям прибора осуществляется контроль настройки
выходного контура в резонанс с частотой генератора. Конденсатор 5
блокирует прибор по высокой частоте.
При нажатой кнопке Кн «Контроль» на прибор через диод Д5, подби-
раемый при настройке резистор 4 и контакты кнопки 1—2 подается
напряжение от отдельной обмотки трансформатора (выводы 6—17).
При этом по красному сектору на шкале прибора производится конт-
роль напряжения питания.
Принудительное охлаждение генераторных ламп обеспечивается элек-
тровентилятором М. Электродвигатель вентилятора питается от сетевой
обмотки трансформатора.
Для защиты сетевой цепи от проникновения в нее высокочастотных
колебаний между первичной и вторичными обмотками трансформатора
помещен электростатический экран. Экран представляет собой один слой
обмотки, вывод которой 6 соединен с шасси аппарата.
Устройство аппарата (рис. III—48). Детали и элементы схе-
мы смонтированы на шасси, к которому прикреплена вертикальная па-
нель управления. Шасси вставлено в кожух со съемной задней крышкой
199
и крепится шестью винтами через отверстия в панели и двумя винтами
через отверстия в основании корпуса.
На правой боковой стенке кожуха укреплены два кронштейна 1,
в которые вставляются шарнирные электрододержатели 2, позволяющие
устанавливать электроды в необходимое положение относительно тела
пациента. Над кронштейнами находится панель 3 с надписью «Пациент»,
с отверстиями для проводов электродов, вилки которых вставляются в
гнезда выходного контура генератора.
На внутренней ci
прибор И и сигнальн;
Вид на шасси сш
ложен блок питания:
Рис. III — 48. Общий вид аппарата УВЧ-66. Объяснение в тексте.
4 1
11
Рис. III — 49. Е
Для удобства переноски аппарата в углублениях боковых стенок
корпуса имеются откидные ручки.
На панели управления расположены: вверху — измерительный при-
бор 4, сигнальная лампа 5; внизу — кнопка 6 «Контроль» для переклю-
чения прибора на контроль напряжения питания, ручка 7 «Напряжение»
для включения аппарата в сеть и компенсации отклонений сетевого
напряжения от номинала, ручка 8 «Мощность» для включения высокого
напряжения и регулировки выходной мощности аппарата, ручка 9 «На-
стройка» для настройки выходного контура в резонанс с частотой ге-
нератора.
Вид сверху на вынутое из корпуса шасси показан на рис. III—49.
В центре в экранированном отсеке (показан со снятой верхней крыш-
кой) расположен генератор: лампы 1, катушка анодного контура 2, ви-
ток связи 3. Сквозь отверстие в левой стенке экрана, затянутое сеткой,
проходит охлаждающий поток воздуха, создаваемый вентилятором 4.
К правой стенке крепится отдельная экранированная секция 5, в кото-
рой расположен фильтр шлейфа связи между анодным и выходным
контурами.
Справа от генератора на шасси смонтированы детали выходного
контура: две секции катушки индуктивности 6, между которыми нахо-
дится катушка связи 7, переменный конденсатор 8, ось ротора которого
оканчивается шкивом 9. Выходные гнезда 10 размещены на отдельной
вертикальной панели.
200
9
Рис. III — 50. Вия
ного выпрямителя,
ратора (показан со
в анодной цепи гене
нести 5 сеточного к
На внутренней стороне панели управления видны измерительный
прибор 11 и сигнальная лампа 12.
Вид на шасси снизу показан на рис. III—50. В левой части распо-
ложен блок питания: трансформатор 1, диодные столбы 2 высоковольт-
ного выпрямителя. В центре в отдельных отсеках общего экрана гене-
ратора (показан со снятой крышкой) находятся: трехзвенный фильтр 3
в анодной цепи генератора, фильтр 4 в цепи накала, катушка индуктив-
ности 5 сеточного контура и резистор 6 автоматического смещения.
201
Справа размещены в отдельном экране 7 сетевой фильтр, конденса-
торы 8 высоковольтного выпрямителя.
На внутренней стороне панели управления слева видна ось ручки
«Настройка» со шкивом 9, с помощью которого через металлический
трос передается вращение на ось ротора переменного конденсатора.
Применение передачи с замедлением позволяет получить более плавную
настройку выходного контура.
В центре панели управления укреплены: переключатель 11 напряже-
ний, подаваемых в схему аппарата, и переключатель мощности 10.
'Справа — монтажная плата 12 с деталями цепи контроля сетевого на-
пряжения и кнопка «Контроль» 13.
В комплект к аппарату придаются 3 пары круглых электродов диаметром 36, 80
и ИЗ мм. Конструкция электродов и способ их крепления такие же, как в аппарате
УВЧ-30.
Для воздействия высокочастотным магнитным полем в комплект аппарата входит
индуктор резонансный ЭВТ-1, описание которого дано при рассмотрении комплекта ап-
парата УВЧ-30. Использование индуктора производится только на первой ступени вы-
ходной мощности.
Управление аппаратом при проведении процедур. После за-
земления корпуса аппарата следует проверить, что ручка «Напряжение»
находится в положении «Выкл.», а ручка «Мощность» в положении 0.
Установив электроды в электрододержатели, соединяют их провода-
ми с выходом аппарата. Поворачивая в шарнирах колена электрододер-
жателей, устанавливают электроды в необходимое положение по отно-
шению к больному. Затем включают сетевой шнур аппарата в штеп-
сельную розетку и поворотом ручки «Напряжение» по часовой стрелке
переводят ее в положение «1», включив аппарат в сеть. При этом будет
подано напряжение накала ламп генератора, и заработает вентилятор.
О включении аппарата в сеть сигнализирует загорание сигнальной
лампы.
Нажав кнопку «Контроль», следует поворачивать ручку «Напряже-
ние» до тех пор, пока стрелка измерительного прибора не установится
в пределах красного сектора на его шкале, что будет свидетельствовать
о номинальном режиме питания аппарата.
Включив высокое напряжение поворотом ручки «Мощность», следует
установить заданную ступень выходной мощности аппарата и враще-
нием ручки «Настройка» добиться максимального отклонения стрелки
измерительного прибора, что соответствует настройке в резонанс выход-
ного контура аппарата.
По окончании процедуры выключить высокое напряжение, переводя
ручку «Мощность» в положение 0. Если продолжения процедур не пред-
видится, то ручкой «Напряжение» выключить сетевое напряжение.
§ 3. Аппарат для УВЧ-терапии передвижной
Аппарат для УВЧ-терапии передвижной «Экран-1» разработан
ВНИИМП и выпускается Московским заводом ЭМА.
Аппарат «Экран-1» существенно отличается от аппарата «УВЧ-300»,
который он заменил (см. 4-е издание книги). Аппарат «Экран-1» защи-
щен от излучения радиопомех и может эксплуатироваться без экрани-
рованной кабины. В аппарате имеется устройство для автоматической
настройки в резонанс с частотой генератора выходного контура, которое
значительно облегчает труд медицинского персонала, обеспечивая пере-
дачу в ткани тела пациента установленную в начале процедуры вели-
чину высокочастотной мощности. Важными преимуществами аппарата
является новая конструкция электрододержателей с автоматической
фиксацией нижнего и верхнего шарниров, а также расширенный комп-
лект электродов.
202
Основные технические данные аппарата: частота генератора
40,68 МГц+2%; максимальная выходная мощность 350 Вт; питание от
сети переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 220 В +5%,—10%;
потребляемая из сети мощность не более 1700 ВА; по защите от пора-
жения электрическим током аппарат выполнен по классу I; габаритные
размеры аппарата (без электрододержателей) 900X620X520 мм; масса
с комплектом не более 120 кг.
Основными частями аппарата «Экран-1» являются: автогенератор,
контур пациента (выходной контур), блок автоматики, блок управления,
источники питания.
Автогенератор собран на высокочастотном генераторном триоде
ГУ-48 (Л2) (см. принципиальную схему на рис. III—51). Анодный кон-
тур генератора образован катушкой индуктивности 1, подстроечным
воздушным конденсатором 11, служащим для регулирования частоты,
воздушными конденсаторами 9, 10 (подстроечный конденсатор 10 обес-
печивает симметрирование контура относительно корпуса аппарата) и
междуэлектродными емкостями генераторной лампы, а также емкостями
монтажа.
Обратная связь осуществляется через емкость конденсатора 15. Авто-
матическое смещение на управляющей сетке образуется за счет падения
напряжения на резисторах 24, 25, последовательно с которыми включен
блокировочный дроссель Др4.
Анодная цепь генератора питается выпрямленным напряжением по
последовательной схеме. В цепь питания включены блокировочные эле-
менты— дроссель ДрЗ и конденсатор 8, а также антипаразитный рези-
стор 23.
Катод прямого накала питается от обмотки III (с заземленной сред-
ней точкой) силового трансформатора Тр1. Конденсаторы 12, 13 шун-
тируют по высокой частоте выводы катода, обеспечивая на них нулевой
потенциал высокой частоты по отношению к шасси. Для поддержания
напряжения накала в пределах +5% от номинального значения приме-
нен транзисторный стабилизатор (см. ниже).
С помощью катушек связи 2 и 7 и фильтра нижних частот (катушки
индуктивности 3—6 и конденсаторы 16—18, 20) анодный контур генера-
тора связан с выходным контуром. Конструкция катушек 2 и 7 дает
возможность регулирования величины связи при настройке аппарата.
Фильтр нижних частот обеспечивает фильтрацию гармоник генера-
тора и уменьшает тем самым излучение радиопомех электродами и пи-
тающими их проводами.
Выходной контур, служащий для передачи энергии УВЧ ко-
лебаний тканям тела пациента, состоит из катушек индуктивности 8, 9,
13, 14 и переменного конденсатора 22, ротор которого соединен с ре-
версивным электродвигателем М2. Конденсатор обеспечивает настройку
выходного контура в резонанс с частотой генератора. Настройка осу-
ществляется автоматически (см. ниже). В выходной контур входят так-
же электроды и провода, соединяющие их с гнездами на боковой стенке
аппарата: Ш5, Ш8 (верхняя пара) или Ш6, Ш7 (нижняя пара).
Питание аппарата от сети переменного тока производится че-
рез силовой трансформатор Тр1. Через трехжильный сетевой шнур Ш1,
оканчивающийся вилкой с заземляющими контактами, напряжение сети
подается на сетевой помехоподавляющий фильтр, защищающий сеть
от гармоник генератора.
Фильтр, состоящий из высокочастотных дросселей Др1, Др2 и про-
ходных конденсаторов 3, 4, заключен в экран, соединенный с корпусом
аппарата.
В сетевой цепи имеются предохранители Пр1, Пр2, отключающие
аппарат от сети при аварийном режиме, приводящем к увеличению по-
требляемого из сети тока по сравнению с номинальным.
203
Напряжение сети
обмотку трансформа
ны с осью переклю*
ния) и включение, а
дится с помощью Э'
проводов питается э«
От отводов перв»
чатель В6 «Мощно
трансформатора Тр'.
питает выпрямитель,
мительных мостах /
ленное напряжение
менении с помощью
ке трансформатора
ное напряжение ген
аппарата. Для умен
ремычка между ее bi:
Стабилизатор на)
лельно транзистора
соединенных послед
обмоткой III силов
эмиттером транзите
образом, что его про
тока коллектора. Яч
ра 3, стабилитрона ,
довательно обмотка®
При отрицатель!
трансформатора, кои
полностью открыты.,
мента времени, пок;
не превысит напрян
мента напряжение б
ным, транзисторы зг
второго (положител
жение накала ламш
мотке III.
При возрастание
первом полупериоде
увеличивается, и ср
в этом полупериоде
пряжение накала л
растет. Регулируя р
напряжения накала
уменьшению в течен
тическое значение и
При уменьшении
будут закрыты мен.
тельный) полуперио
ла возрастет, компе:
тельный) полуперио
Для защиты rem
ного тока между ср
ра Тр2 и корпусом е
ным резистором 14.
устанавливается наи
дельно допустимой
срабатывании реле
тельного реле Р2, вы
Рис. hi —51. Принципиальная электрическая схема аппарата «Экран-1».
Напряжение сети через выключатели Bl, В2 подается на первичную
обмотку трансформатора Тр1. Выключатели Bl, В2 механически связа-
ны с осью переключателя В6 (ручка «Мощность» на панели управле-
ния) и включение, а также выключение сетевого напряжения произво-
дится с помощью этого переключателя. Непосредственно от сетевых
проводов питается электродвигатель электровентилятора Ml.
От отводов первичной обмотки трансформатора Тр1 через переклю-
чатель В6 «Мощность» питается первичная обмотка повышающего
трансформатора Тр2. Высоковольтная обмотка этого трансформатора
питает выпрямитель, собранный по двухполупериодной схеме на выпря-
мительных мостах Д4 — Д11 с фильтровым конденсатором 7. Выпрям-
ленное напряжение подается на анод генераторной лампы Л2. При из-
менении с помощью переключателя В6 напряжения на первичной обмот-
ке трансформатора Тр2 соответственно изменяется выпрямленное анод-
ное напряжение генератора, а следовательно, и выходная мощность
аппарата. Для уменьшения скачков тока в первичной обмотке Тр2 пе-
ремычка между ее выводами 2—2 сделана из нихрома.
Стабилизатор напряжения накала содержит два соединенных парал-
лельно транзистора Т1 и Т2, включенных по схеме с общим эмиттером и
соединенных последовательно с нитью накала лампы ЛЗ и накальной
обмоткой III силового трансформатора Тр1. Между коллектором и
эмиттером транзисторов Т1 и Т2 поставлен силовой диод ДЗ таким
образом, что его проводящее направление противоположно направлению
тока коллектора. Ячейка опорного напряжения, состоящая из резисто-
ра 3, стабилитрона Д2 и диода Д1, подключена к соединенным после-
довательно обмоткам III, IV трансформатора Тр1.
При отрицательном полупериоде напряжения на выводах 14—17
трансформатора, когда диод ДЗ не проводит ток, транзисторы Т1 и Т2
полностью открыты. Это открытое состояние продолжается до того мо-
мента времени, пока мгновенное значение напряжения на обмотке IV
не превысит напряжение стабилизации стабилитрона Д2. С этого мо-
мента напряжение база — эмиттер транзисторов становится положитель-
ным, транзисторы запираются и ток уменьшается до нуля. В течение
второго (положительного) полупериода открывается диод ДЗ и напря-
жение накала лампы не отличается практически от напряжения на об-
мотке III.
При возрастании напряжения питающей сети интервал времени в
первом полупериоде, в течение которого транзисторы Т1 и Т2 закрыты,
увеличивается, и среднеквадратическое значение напряжения накала
в этом полупериоде упадет. Однако в течение второго полупериода на-
пряжение накала лампы с увеличением напряжения питающей сети
растет. Регулируя резистор 3, можно добиться того, что возрастание
напряжения накала в положительный полупериод будет равно его
уменьшению в течение отрицательного полупериода, т. е. среднеквадра-
тическое значение напряжения накала останется неизменным.
При уменьшении напряжения питающей сети транзисторы Т1 и Т2
будут закрыты меньший период времени. Поэтому в первый (отрица-
тельный) полупериод среднеквадратическое значение напряжения нака-
ла возрастет, компенсируя уменьшение напряжения во второй (положи-
тельный) полупериод.
Для защиты генераторной лампы при чрезмерном увеличении анод-
ного тока между средней точкой повышающей обмотки трансформато-
ра Тр2 и корпусом включена обмотка реле РЗ, шунтированная перемен-
ным резистором 14. Регулировкой резистора при настройке аппарата
устанавливается напряжение срабатывания реле, соответствующее пре-
дельно допустимой величине анодного тока генераторной лампы. При
срабатывании реле РЗ его контакты разрывают цепь питания исполни-
тельного реле Р2, выключая тем самым высокое напряжение.
205
Для контроля режима работы генератора при его настройке служат
двухполюсные закороченные вставками розетки Ш2, ШЗ. Включая вме-
сто вставок миллиамперметры постоянного тока, измеряют соответствен-
но катодный и сеточный токи генераторной лампы.
От трансформатора Тр1 питаются также и другие узлы аппарата:
обмотка возбуждения электродвигателя М2, блок автоматики, реле РД
Р2.
х Для обеспечения правильной последовательности включения аппара-
та и автоматического управления отдельными цепями имеется блок
управления. В блок управления входят: процедурные часы РВ
с микровыключателем ВЗ, исполнительное реле Р2, контакты В4, зум-
мер Р1, сигнальные лампы Л1, ЛЗ.
Механические процедурные часы позволяют автоматически прекра-
щать процедуру по истечении заранее установленного времени. При за-
воде часов (поворот ручки «Минуты» по часовой стрелке до упора) и
установке по их шкале времени процедуры замыкается нормально-ра-
зомкнутый контакт микровыключателя ВЗ в цепи обмотки исполнитель-
ного реле Р2. Реле срабатывает, замыкая своими контактами цепь пер-
вичной обмотки высоковольтного трансформатора Тр2, а также
цепи питания обмотки электродвигателя М2 и сигнальной неоновой лам-
пы ЛЗ.
Одновременно размыкаются контакты микровыключателя ВЗ в цепи
реле Р1, используемого в качестве зуммера, а контакты самих проце-
дурных часов в цепи этого реле замыкаются.
По истечении времени процедуры микровыключатель ВЗ срабаты-
вает, при этом обесточивается реле Р2 и включается питание зуммера.
Контакты реле Р2 разрывают цепь первичной обмотки высоковольтного
трансформатора Тр2, выключая тем самым высокое напряжение и пре-
кращая процедуру. Одновременно обесточивается электродвигатель М2
и гаснет сигнальная лампа ЛЗ. Через 20—30 с контакты часов РВ раз-
рывают цепь питания зуммера, прекращая акустический сигнал об окон-
чании процедуры.
В цепи питания исполнительного реле Р2 имеются контакты В4, ме-
ханически связанные с осью переключателя В6. Для включения реле Р2
необходимо, чтобы контакты В4 были замкнуты. Это имеет место толь-
ко при установке переключателя В6 в положение «0». При переводе пе-
реключателя в положение «1» и далее до «8» контакты В4 размыкаются.
Это исключает возможность подачи высокого напряжения с помощью
ручки процедурных часов, и процедура всегда начинается при минималь-
ной выходной мощности. В случае кратковременного перерыва в подаче
сетевого напряжения обесточенное реле Р2 также не может быть вклю-
чено, пока ручка переключателя В6 не будет установлена в положе-
ние «©» •
Блок автомат и.к и, служащий для обеспечения автоматической
настройки выходного контура в резонанс с частотой генератора, вы-
полнен отдельным съемным узлом и представляет собой электронную
следящую систему, управляющую исполнительным реверсивным элек-
тродвигателем М2.
Блок (см. принципиальную схему, рис. III—52) состоит из высоко-
частотного фильтра, фильтра нижних частот, усилительного каскада на
левой половине лампы Л1, триггера Шмитта на лампе Л2, корректи-
рующего каскада на правой половине лампы Л1, триггера на лампе ЛЗ,
выходного ключевого каскада на лампах Л4 и Л5, силового трансфор-
матора Тр1. Электрическое соединение блока автоматики с основной
частью аппарата производится с помощью шестиконтактного разъема,
состоящего из вилки Ш1 и розетки Ш4.
Управляющий блоком автоматики сигнал снимается с резистора 25
(см. рис. III—51) и подается на вход высокочастотного фильтра через
206
его настройке служат
112, ШЗ. Включая вме-
1змеряют соответствен-
фугие узлы аппарата:
: автоматики, реле Р/,
:ти включения aitnapa-
;епями имеется блок
процедурные часы РВ
Р2, контакты В4, зум-
автоматически прекра-
(ного времени. При sa-
il стрелке до упора) и
лкается нормально-ра-
обмотки исполнитель-
: контактами цепь пер-
тора Тр2, а также
нальной неоновой лам-
ыключателя ВЗ в цепи
юнтакты самих проце-
пючатель ВЗ срабаты-
ется питание зуммера,
мотки высоковольтного
кое напряжение и пре-
1 электродвигатель М2
онтакты часов РВ ра ъ
ческий сигнал об окон-
ются контакты В4, ме-
1ля включения реле Р2
Это имеет место толь-
«0». При переводе пе-
гакты В4 размыкаются,
апряжения с помощью
инается при минималь-
loro перерыва в подаче
е не может быть вклю-
ттановлена в положе-
ечения автоматической
тотой генератора, вы-
,ет собой электронную
ым реверсивным элек-
52) состоит из высоко-
иительного каскада на
1 лампе Л2, корректи-
триггера на лампе ЛЗ,
45, силового трансфор-
автоматики с основной
гиконтактного разъема,
/ зНийон
г Ю 09-09 SLU-
f •nJ09-09 SLZl~
'/ 9US102ni}V
9 dufi ионгпз
ад чиаП
iai
оииу
Рис. III — 52. Принципиальная электрическая схема блока автоматики аппарата «Экран-1»,
is
ямается с резистора 25
:тотного фильтра через
контакт 5 разъема. Управляющий сигнал представляет собой изменение
падения напряжения на резисторе 25, пропорциональное изменению
постоянной составляющей сеточного тока генераторной лампы Л2. Се-
точный ток лампы уменьшается в процессе настройки выходного кон-
тура (приближение к вершине его резонансной кривой) и увеличивается
при расстройке контура (удаление от точки резонанса). При переходе
ротором переменного конденсатора 22, приводимом во вращение элек-
тродвигателем М2, положения, соответствующего моменту резонанса,
сеточный ток лампы увеличивается, и создается отрицательный управ-
ляющий сигнал.
Пройдя высокочастотный фильтр (конденсатор 8, резистор 12, см.
рис. III — 52), отсекающий остаточную высокочастотную составляющую
от сеточного тока генераторной лампы и возможные наводки, управляю-
щий сигнал попадает на вход фильтра нижних частот. Этот фильтр
состоит из двух П-образных звеньев на конденсаторах 5—7 и резисто-
рах 10, И. Фильтр нижних частот ослабляет пульсацию сигнала за счет
изменения сеточного тока с удвоенной частотой сети и наводки от се-
тевых проводов.
После фильтра нижних частот отрицательный управляющий сигнал
поступает на левый триод лампы Л1, запирая его. При этом открывает-
ся левый триод лампы Л2 и отрицательный перепад напряжения с его
анода подается через конденсатор 4 в сеточную цепь триггера на двой-
ном триоде ЛЗ. Открытый триод триггера запирается и триггер «опро-
кидывается». Положительный и отрицательный импульсы большой дли-
тельности, образующиеся на анодах триодов, поступают на управляющие
сетки параллельно включенных триодов выходных ламп Л4, JI5.
Анод левого триода лампы Л4 соединен параллельно с анодом ле-
вого триода лампы Л5, а анод правого триода Л4 — с анодом правого
триода Л5. На аноды выходных ламп подается переменное напряжение
с обмотки 7—10 трансформатора Тр1. В среднюю точку 8 обмотки через
контакт 4 вилки Ш1 включена управляющая обмотка реверсивного
двигателя. От того, через какую группу триодов выходных ламп питает-
ся обмотка, зависит направление вращения двигателя. Триоды, на ко-
торые поступает положительный импульс, открываются и электродви-
гатель М2 начинает вращаться в обратную сторону, возвращая ротор
конденсатора 22 в цепи выходного контура (см. рис. III—51) к поло-
жению, соответствующему резонансу. При переходе ротором этого по-
ложения контур расстраивается, при этом снова создается отрицатель-
ный управляющий импульс, блок автоматики заставляет изменить на-
правление вращения ротора электродвигателя М2, и процесс повто-
ряется.
Чувствительность устройства выбирается такой, чтобы отклонения
ротора переменного конденсатора от положения, соответствующего резо-
нансу, были невелики. Регулировка чувствительности производится с
помощью потенциометра 6, определяющего напряжение смещения на
сетке левого триода лампы Л2.
Для повышения помехоустойчивости блока автоматики на вход уси-
лителя через диод Д1 подается постоянный положительный потенциал
с катода правого триода лампы Л1. Потенциал подается в течение вре-
мени, пока правый триод открыт, т. е. тогда, когда схема была бы
наиболее чувствительная к случайным сигналам. После того как триод
запирается, положительный потенциал со входа усилителя снимается,
и блок автоматики управляется сигналом из сеточной цепи генератора.
Блок автоматики при включении генератора обеспечивает вначале
поиск положения резонанса выходного контура, а затем и непрерывные
колебания ротора переменного конденсатора около этого положения,
так что выходная мощность генератора несмотря на случайные дви-
жения пациента за время процедуры практически не изменяется.
208
Роторы реверсивк
соединены между со
л ах небольшого угл,<
ременного конденса
а по прохождении =
ковыми.
Такое устройство
ного конденсатора i
ского контура с те»
контура и связана
этим потерю МОЩНО!
с другой стороны, 1
ляет осуществить
рый поиск области
нанса этого контура
Блок автоматики
ет собственный Tpai
матор Тр1. Напри
для питания аноднп
пей ламп создается
мощью выпрямите.,
половине диодного
Д4 и резистивно-е
ном фильтре С14,
R33. Напряжение к
ния создается втор
ловиной моста Д4
денсатором фильт[
Для контроля f
блока автоматики с
сигнальная неонова
па ЛЗ (см. рис. III
подключенная пара
но управляющей oi
электродвигателя
Лампа мигает в та&
реключением поля
напряжения, подав
на эту обмотку.
При регулиров
парата может п<
ваться настройка
менного конденсате
ходного контура вр
Для этого имеется
электродвигателя j
шлиц для отвертки.
Конструкци
в каркасе, закрыв!
Кожух надевается
тами через отверст
кожуха имеются щ
На левой 6окое
зволяющие устанг
может потребоват!
имеют верхний 3
установленного по.
изменять длину де]
14 № 1471
Роторы реверсивного электродвигателя и переменного конденсатора
соединены между собой через верньерное устройство, которое в преде-
лах небольшого угла обеспечивает замедленное вращение ротора пе-
ременного конденсатора по отношению к ротору электродвигателя,
а по прохождении этого угла скорости оборотов оказываются одина-
ковыми.
Такое устройство обеспечивает медленное движение ротора перемен-
ного конденсатора при его качании в области резонанса терапевтиче-
ского контура с тем, чтобы исключить слишком большую расстройку
контура и связанную с
этим потерю мощности, и,
с другой стороны, позво-
ляет осуществить быст-
рый поиск области резо-
нанса этого контура.
Блок автоматики име-
ет собственный трансфор-
матор Тр1. Напряжение
для питания анодных це-
пей ламп создается с по-
мощью выпрямителя на
половине диодного моста
Д4 и резистивно-емкост-
ном фильтре С14, С16,
R33. Напряжение смеще-
ния создается второй по-
ловиной моста Д4 и кон-
денсатором фильтра 15.
Для контроля работы
блока автоматики служит
сигнальная неоновая лам-
па ЛЗ (см. рис. III — 51),
подключенная параллель-
но управляющей обмотке
электродвигателя М2.
Лампа мигает в такт с пе-
реключением полярности
напряжения, подаваемого
на эту обмотку.
При регулировке ап-
парата может потребо-
ваться настройка пере-
менного конденсатора вы-
Рис. III — 53. Общий вид аппарата «Экраи~1». Объ-
яснение в тексте.
ходкого контура вручную.
Для этого имеется тумблер В7, отключающий питание от обеих обмоток
электродвигателя М2, а на конце оси ротора конденсатора имеется
шлиц для отвертки.
Конструкция аппарата. Аппарат (рис. III—53) смонтирован
в каркасе, закрывающемся цельнометаллическим съемным кожухом.
Кожух надевается на каркас сверху и крепится к нему четырьмя вин-
тами через отверстия в нижней части боковых стенок. В верхней части
кожуха имеются щели для отвода теплого воздуха из аппарата.
На левой боковой стенке укреплены два электрододержателя 1, по-
зволяющие устанавливать электроды 2 в любое положение, которое
может потребоваться при проведении процедуры. Электрододержателя
имеют верхний 3 и нижний 4 шарниры с автоматической фиксацией
установленного положения и телескопическое устройство, позволяющее
изменять длину держателей.
14 № 1471
204
При транспортировке аппарата электрододержатели легко снимают-
ся. Для этого достаточно отвернуть два болта, крепящие нижний шар-
нир к боковой стенке аппарата.
На левой боковой стенке кожуха имеются также две пары отвер-
стий для подключения проводов электродов к выходному контуру ге-
нератора. На задней стенке укреплены два крючка для укладки сете-
вого шнура.
Для удобства передвижения основание каркаса установлено на че-
тырех самоориентирующихся колесах, а на передней стенке кожуха
укреплена ручка 5. Чтобы аппарат было удобнее переносить, под осно-
ванием каркаса с боковых сторон установлены специальные ручки.
На панели управления аппарата находятся: ручка «Мощность» 6,
служащая для включения и выключения аппарата, а также для регу-
лировки его выходной мощности; ручка «Минуты» 7, с помощью кото-
рой по шкале на панели устанавливается заданное время процедуры,
и глазки сигнальных ламп 8.
Для защиты от излучения радиопомех внутренняя часть каркаса раз-
делена на три тщательно экранированных отсека, в которых размещены
узлы и детали аппарата. Дополнительный отсек образуется с помощью
съемного экранирующего кожуха, который крепится винтами снаружи
к верхней крышке каркаса. На кожухе сверху укреплена панель управ-
ления аппарата.
Передняя и задняя стенки каркаса съемные. Для обеспечения на-
дежного электрического контакта стенки вдвигаются сверху в спе-
циальные пазы, имеющие, так же, как и нижняя часть каркаса, плоские
пружинные контакты, плотно прижимающиеся к стенкам.
Аппарат без кожуха и передней стенки каркаса показан на рис.
III—54. Горизонтальная панель делит каркас на две части — нижнюю
и верхнюю. В нижней части установлены: слева — силовой трансфор-
матор 1, в центре — блок автоматики 2, справа—блок диодов 3. Под
горизонтальной панелью закреплен переключатель 4 для включения и
выключения питающей сети и регулировки мощности.
Верхняя часть каркаса разделена вертикальной перегородкой на две
части левую и правую. В правом отсеке размещен анодный контур
генератора — катушка индуктивности 5, воздушные конденсаторы 6,
виток связи 7. Через этот отсек проходят ось переключателя мощности.
В нижней части оси имеется пружинная муфта, компенсирующая
возможную несоосность отверстий в панелях, сквозь которые прохо-
дит ось.
В левом верхнем отсеке установлен выходной контур — катушки ин-
дуктивности 8, переменный конденсатор 9, катушка связи 10 с фильтром
нижних частот. Сквозь отсек проходит металлическая труба, которая
экранирует жгут проводов, идущих к элементам схемы на верхней
крышке каркаса. ’
При снятии задней стенки каркаса видно (рис. III—55), что в том
же отсеке, где установлен контур генератора, находятся генераторная
лампа 1 и сеточный дроссель 2. В соседнем отсеке соосно с ротором пе-
ременного конденсатора укреплен реверсивный электродвигатель 3. На:
боковой стенке находятся две пары выходных гнезд 4.
В нижней части каркаса под дном горизонтальной панели установ-
лены вентилятор 5 для охлаждения генераторной лампы и монтажная
плата 6, на которой смонтированы элементы сеточной и катодной цепей
генератора, розетки для подключения контрольных приборов и реле мак-
симального анодного тока.
На дне каркаса размещены: слева — высоковольтный трансформа-
тор 7, в середине — блок автоматики 8; справа: шестиконтактный разъ-
ем 9 для подключения блока автоматики. Кроме того, в нижнем отсеке
находится исполнительное реле включения высокого напряжения.
210
На верхней крышке каркаса установлены: процедурные часы с зум-
мером, сигнальные лампы, а также помещенный в экран фильтр нижних
частот, связывающий генератор с выходным контуром.
Сетевой помехоподавляющий фильтр и сетевые предохранители за-
ключены в экран, укрепленный под основанием каркаса.
Рис. III — 54. Аппарат «Экран-1» без кожуха н передней стенки каркаса. Объяс-
нение в тексте.
В комплект к аппарату придаются 4 пары конденсаторных электродов диаметром
50, 100, 150 и il80 мм в корпусах из ударопрочного полистирола. В центре электродов
находится регулируемый по длине ограничитель, с помощью которого устанавливается
фиксированная величина зазора между электродом и поверхностью тела.
14*
211
Рис. Ill — 55. Аппарат «Экраш1» без кожуха и задней стенки каркаса. Объяснение
в тексте.
В комплекте имеются также 3 пары гибких конденсаторных электродов, представ-
ляющих собой запрессованную в резину металлическую сетку. Размеры активной части
электродов: 130X80 мм, 180 X НО мм, 270X 180 мм. Каждый гибкий электрод снаб-
жен тремя войлочными прокладками и матерчатым чехлом.
Для воздействия магнитным полем УВЧ аппарат снабжен резонансным индуктором
с наружным диаметром 130 мм.
Общий вид индуктора, укрепленного в электрододержателе, показан
на рис. III—56,а, а индуктор со снятым кожухом 1 и нижней крыш-
кой 2 — на рис. III—56,6. Катушка 3 с отодвинутыми назад крайними
витками крепится на стойках над воздушным конденсатором. Конденса-
212
тор образован двумя кольцевыми пластинами 4, укрепленными на изо-
ляционном основании 5.
Для подстройки частоты контура, образованного параллельно соеди-
ненными конденсатором и катушкой, имеется подстроечный конденса-
тор в виде регулируемого диска 6. Для подключения двух питающих
индуктор проводов на его задней ча-
сти имеются два контактных штифта
7, а для закрепления в электрододер-
жателе — резьбовая цилиндрическая
втулка 8.
Управление аппаратом при
проведении процедур. Для уменьше-
ния влияния поля УВЧ на обслужива-
ющий персонал эксплуатация аппара-
та производится в кабине из хлопчато-
бумажной ткани с микропроводом (см.
раздел 3 главы VI). Пациент должен
снять все металлические предметы, на-
ходящиеся в области воздействия по-
лем УВЧ (кольца, серьги и т. п.). Ук-
репив в электрододержателях необхо-
димые электроды, соединяют их с по-
мощью электродных проводов с выход-
ными . гнездами аппарата. Конденса-
торные электроды диаметром 50 и
.100 мм соединяют с нижней парой
гнезд, все остальные электроды и ин-
дуктор — с верхней парой.
При применении круглых конденса-
торных электродов с помощью ограни-
чителя устанавливают необходимую
величину зазора. Для освобождения
ограничителя следует повернуть кор-
пус электрода против часовой стрелки,
после чего выдвинуть ограничитель В Рис. III — 56. Индуктор резонансный
соответствии с нанесенными на нем Де- аппарата «Экран-1».
лениями (в сантиметрах) и зафикси- а “ общИхОмИи:нижней крышкой™ кожу'
ровать его поворотом корпуса электро-
да по часовой стрелке.
При применении гибких электродов под них подкладывают сораз-
мерные им войлочные прокладки, а электроды фиксируют на теле Па-
циента с помощью резинового бинта или мешочка с песком.
Резонансный .индуктор укрепляют в одном из электрододержателей..
Выступающий с противоположной стороны кронштейна штырь для под-
ключения электродного провода закрывают специальной заглушкой..
Провода, питающие индуктор, или гибкие электроды, фиксируют отно-
сительно друг друга с помощью трех гребенчатых фиксаторов. При под-
ключении к круглым электродам провода дополнительно могут закреп-
ляться в пружинящих фиксаторах, надетых на среднюю часть электро-
додержателей.
Установив электроды или индуктор в нужное положение относитель-
но пациента и проверив, что ручка «Мощность» находится в положе-
нии «-О*'включают вилку сетевого шнура в розетку с заземляющими-
контактами. Затем переводят ручку «Мощность» в положение «О». При.
этом включается цепь накала генераторной лампы, начинает работать-
электровентилятор, подаются напряжения на лампы блока автоматики.
О включении указанных цепей сигнализирует зеленый глазок на панели-
управления. ... : > : '.
Ручкой «Минуты» устанавливают заданную длительность процедуры,
предварительно повернув ее по часовой стрелке до упора. Затем ручку
«Мощность» можно переводить в рабочие положения «1—8». При этом
сработает исполнительное реле, включая высокое напряжение — про-
цедура началась. О начале процедуры свидетельствует загорание крас-
ного глазка на панели управления. Одновременно ротор переменного
конденсатора выходного контура начнет вращаться в одну сторону до
тех пор, пока не наступит момент резонанса контура. О нормальной
работе блока автоматики, обеспечивающего периодические колебания
ротора конденсатора около положения резонанса, можно судить по син-
хронному с этими колебаниями миганию красного глазка. Неоновая
лампа индикатора настройки, поднесенная к электроду, должна све-
титься.
Для ориентировочной оценки выходной мощности (средние значе-
ния) аппарата при различных положениях ручки «Мощность» можно
пользоваться следующими данными:
7 8
40 55 70 90 125 180 250 350
Положение ручки «Мощность»: 1 2 3 4 5 6
Выходная мощность, Вт:
При работе с резонансным индуктором следует использовать только
первые пять положений ручки «Мощность». Ступени «6, 7, 8» включать
не следует во избежание перегрева индуктора и его пробоя.
По истечении установленного на часах времени выключится испол-
нительное реле, снимая с генератора высокое напряжение. Это сопро-
вождается кратковременным звуковым сигналом зуммера и погасанием
красного глазка. Ручку «Мощность» следует перевести в положение «0».
В случае, если дальнейшее проведение процедур не предвидится,
ручку «Мощность» следует перевести в положение «-О*’ что сопровож-
дается погасанием зеленого глазка. Это свидетельствует о полном вы-
ключении аппарата.
§ 4. Измеритель мощности аппаратов для УВЧ-терапии
При разработке, производстве и ремонте аппаратов для УВЧ-тера-
пии необходимо измерять их выходные параметры, основными из кото-
рых являются: величина отдаваемой мощности, ее стабильность и зави-
симость от зазора, частота генерации и-ее стабильность, уровень созда-
ваемых радиопомех.
Для всех этих измерений необходима нагрузка аппарата, эквива-
лентная по вносимому в его выходной контур комплексному сопротив-
лению реальным условиям проведения процедур. Использование не-
стандартных нагрузок, обычно фотометрических измерителей мощности,
приводит к тому, что величина выходной мощности одного и того же
аппарата может оказаться различной, в зависимости от сопротивления
ламп и конструкции фотометра.
В 1975 г. ВНИИМП разработал типовую конструкцию фотометри-
ческого измерителя мощности аппаратов для УВЧ-терапии, служащую
одновременно эквивалентной нагрузкой (фантомом) при всех измере-
ниях выходных параметров этих аппаратов. Активное сопротивление
фантома измерительного Ф1 эквивалентно сопротивлению участков тела
при таких процедурах, при которых от аппарата требуется мощность,
-близкая к максимальной. Как показали измерения и расчеты, эквива-
-лрнтная активная составляющая нагрузки в зависимости от участка тела
<и размера электродов находится в пределах 30—60 Ом.
н 1 Основные технические данные фантома измерительного: фантом обес-
печивает измерение высокочастотной мощности, отдаваемой аппаратами
для УВЧ-терапии в эквивалентную нагрузку, в диапазоне 5—400 Вт
214
с поддиапазонами 5-
относительная погре
градуировке на част
грешность измерен™
кочастотных мощное
+5%; сопротивлен!
нагрузки фантома ш
нах находится в пре
время установления
вышает 5 с; габарит
тома 450Х330Х32С
сменных частей и
не более 10 кг.
Принципиальная
схема фантома пр
III —57. Фантом сс
лентной нагрузки и
измерительной схем
нагрузка представл
лельно соединенные
ния типа PH 115—3
либо ЖТ 54—15 (54
имеют цилиндричесь
нутую в линию нить
ми на противополож
Преимущество таки
кочастотных измерен
ми заключается в м
ности нити накала
витков), большей эл
ности и меньших ди
терях (из-за разнесе
Сопротивление л
зависит от величинь
них мощности. Для
ние сопротивления
лось в пределах 30-
пазон измеряемых
на 6 поддиапазонов,
зуется различный н
чальной части кажл
сопротивление нагру
мощности сопротивл
цу поддиапазона 60 (
Количество и ти
используемых зажим
Поддиапазон»
Вт
5—20 1, 6, 1
10—40 1, 6, 1
15—60 1, 6, 1
30—100 1, 3, Е
50—200 1, 3, Е
200—400 1-12
с поддиапазонами 5—20, 10—40, 15—60, 30—100, 50—200, 200—400 Вт;
относительная погрешность измерения высокочастотной мощности при
градуировке на частоте 50 Гц не превышает + 10%; относительная по-
грешность измерения отношения высо-
кочастотных мощностей не превышает
+5%; сопротивление эквивалентной
нагрузки фантома на всех поддиапазо-
нах находится в пределах 30—60 Ом;
время установления показаний не пре-
вышает 5 с; габаритные размеры фан-
тома 450X330X320 мм; масса (без
сменных частей и принадлежностей)
не более 10 кг.
Принципиальная электрическая
схема фантома приведена на рис.
III — 57. Фантом состоит из эквива-
лентной нагрузки и фотометрической
измерительной схемы. Эквивалентная
нагрузка представляет собой парал-
лельно соединенные лампы накалива-
ния типа PH 115—30 (115 В, 30 Вт),
либо ЖТ 54—15 (54 В, 15 Вт). Лампы
имеют цилиндрическую колбу и вытя-
нутую в линию нить накала с вывода-
ми на противоположные концы колбы.
Преимущество таких ламп для высо-
кочастотных измерений перед обычны-
ми заключается в меньшей индуктив-
ности нити накала (из-за отсутствия
витков), большей электрической проч-
ности и меньших диэлектрических по-
терях (из-за разнесения вводов).
Сопротивление ламп накаливания
зависит от величины рассеиваемой в
них мощности. Для того чтобы значе-
ние сопротивления нагрузки находи-
лось в пределах 30—60 Ом, весь диа-
пазон измеряемых мощностей разбит
на 6 поддиапазонов, в которых исполь-
зуется различный набор ламп. В на-
чальной части каждого поддиапазона
сопротивление нагрузки минимально, но
С1
Ш1
%
3
{ФКДП 1009-8
.vyScrSur^ei
мен /бол.
R247D | R1 ЛЮ
©
ci4oj]$g
,ВЫКЛ. ”
С2
РЯ 5100
Рнс. III—57. Принципиальная
электрическая схема фантома из-
мерительного Ф/1.
не ниже 30 Ом, с увеличением
мощности сопротивление ламп возрастает, ие превышая, однако, к кон-
цу поддиапазона 60 Ом.
Количество и тип ламп в каждом поддиапазоне, а также номера
используемых зажимов приведены в табл. Ill—1.
Таблица III — 1
Поддиапазон* Вт Номера зажимов Тип ламп Количество ламп
5—20 1, 6, 11 ЖТ 54-15 3
10—40 1, 6, И, 12 ЖТ 54-15 4
15—60 1, 6, И, 12 ЖТ 54-15 4
30—100 1, 3, 5, 6, 9, 11, 12 PH-115-30 7
50—200 1, 3, 5, 6, 7, 9, 11, 12 PH-115-30 8
200—400 1—12 PH-115-30 12
215
При использовании конденсаторных электродов связь с лампами
обеспечивается за счет емкости между электродами и дисками фантома,
между которыми укреплены лампы. При использовании резонансного
индуктора для обеспечения магнитной связи служит виток связи L.
Виток подключается к дискам с помощью однополюсных вилок Ш1, Ш2.
Конденсаторы 1, 2 служат для компенсации реактивного сопротивления
витка связи. Точная настройка цепи в резонанс производится с помощью
подстроечного конденсатора 2.
Световой поток, создаваемый лампами при рассеивании в них мощ-
ности, попадает на кремниевый фотоэлектрический преобразователь Э.
Создаваемая преобразователем ЭДС создает ток в цепи преобразова-
ние. III — 58. Общий вид фантома
измерительного Ф1. Объяснение в
тексте.
Рис. III — 59. Нагрузочный блок фантома из-
мерительного Ф1 со снятой передней стенкой.
Объяснение в тексте.
теля, измеряемый микроамперметром мкА. Для регулировки чувстви-
тельности измерительной схемы, что необходимо при градуировке при-
бора, микроамперметр зашунтирован двумя последовательно включен-
ными резисторами 1, 2. С помощью выключателя В1 («Чувствит. мен.—
бол.») резистор 1 'может быть закорочен, при этом чувствительность
схемы резко уменьшается. Плавная регулировка чувствительности про-
изводится с помощью переменного резистора 2 («Калибровка»),
При измерении высокочастотной мощности аппаратов для УВЧ-те-
рапии с автоматической настройкой выходного контура в резонанс
(аппараты «Экран-1», «Импульс-3») яркость свечения ламп фантома
изменяется с частотой колебаний ротора переменного конденсатора
аппарата (1—2 Гц). Чтобы определить среднее значение отдаваемой
аппаратом мощности, в измерительной цепи имеется интегрирующая
цепочка (С1 — R3) с постоянной времени около 1,2 с. Цепочка может
быть отключена тумблером В2 («Выкл.»). Для блокировки высокоча-
стотных колебаний микроамперметр зашунтирован конденсатором 2.
Устройство фантома. Общий вид фантома показан на рис.
III—58. Он состоит из двух блоков — нагрузочного 1 и измерительного 2,
укрепленных на общем основании 3. Фантом обычно устанавливается
216
на столе, но при измерении мощности напольных аппаратов может уста-
навливаться и на полу с помощью придаваемых к нему ввинчивающихся
в основание четырех ножек 4.
Нагрузочный блок (рис. III—59) представляет собой корпус 1 из
гетинакса, на боковых стенках которого установлены фторопластовые
пластины, несущие латунные диски 2. С внутренней стороны каждый
из дисков имеет по 12 пружинных зажимов 3, в которые своими цоко-
лями вставляются нагрузочные лампы 4 (лампы мощностью 15 Вт кре-
пятся с помощью удлинительных трубок). В верхней и нижней стенках
корпуса имеются вентиляционные отверстия, закрытые светозащитными
шторками 5. Для доступа к лампам передняя стенка корпуса сделана
съемной.
Виток, обеспечивающий магнитную связь с резонансным индукто-
ром, помещен в корпус, который крепится к нагрузочному блоку с по-
мощью кронштейнов, накидываемых на штыри 6 на боковых стенках
блока. Соединительными проводами с однополюсными вилками виток
связи подключается к гнездам в дисках фантома.
Световой поток, создаваемый лампами, проходит из нагрузочного
в измерительный блок через отверстия в стенках блоков и соединяющий
их светонепроницаемый тубус. Для защиты деталей измерительной схе-
мы от чрезмерного нагрева отверстие в стенке нагрузочного блока за-
крыто стеклом, преграждающим путь нагретому воздуху.
В измерительном блоке против пропускающего поток света отвер-
стия установлен фотопреобразователь. На изоляционной плате смон-
тированы остальные детали измерительной схемы. Поворотная крыш-
ка 5 (см. рис. III—58) закрывает доступ к тумблерам и оси перемен-
ного резистора «Калибровка».
Микроамперметр 6 смонтирован на верхней крышке измерительного*
блока в виде поворотной головки. Это обеспечивает удобство отсчета
для оператора, находящегося с любой стороны фантома.
Подготовка к работе и проведение измерений. Все
работы с фантомом могут производиться только специально обученны-
ми лицами с соблюдением всех мер безопасности. Исходя из величины
измеряемой высокочастотной мощности и данных табл. III—1, в нагру-
зочный блок фантома устанавливают набор ламп и ставят на место*
съемную крышку.
Затем необходимо произвести градуировку фантома на переменном
токе промышленной частоты. От регулируемого автотрансформатора (на-
пример, типа ЛАТР) напряжение сети подводится к лампам фантома
с помощью проводов с однополюсными вилками, вставляемых в гнезда
дисков нагрузочного блока. Следует иметь в виду, что диски при гра-
дуировке находятся под напряжением сети. По этой причине категори-
чески запрещается прикасаться к дискам.
Измерение потребляемой лампами мощности должно производиться
с погрешностью не более + 1,5%. Мощность может измеряться с по-
мощью ваттметра или методом вольтметра-амперметра.
Изменяя напряжение на выходе автотрансформатора, устанавли-
вают потребляемую лампами мощность, равную верхнему пределу из-
мерения используемого поддиапазона. Откинув поворотную крышку на
измерительном блоке, устанавливают тумблер В2 в положении «Выкл.»,.
отключая тем самым интегрирующую цепочку. Затем, переключая тумб-
лер В1 (грубая регулировка чувствительности) и вращая отверткой
ось переменного резистора «Калибровка», устанавливают стрелку мик-
роамперметра на последнее деление шкалы. После 10-минутного про-
грева следует проверить и при необходимости подкорректировать по-
ложение стрелки.
Изменяя напряжение, подаваемое на лампы, снимают зависимость
показаний микроамперметра от значения мощности, рассеиваемой лам-
217
пами (отсчет показаний микроамперметра следует производить не ра-
нее чем через 5 с после установки мощности). Чтобы исключить
влияние тепловой инерции, зависимость снимается дважды: вначале при
уменьшении мощности от верхнего предела до нижнего, а затем — при
увеличении мощности от нижего предела до верхнего. Градуировочная
кривая, снятая не менее чем в восьми точках, строится по средним зна-
чениям двух отсчетов. Кривая строится на миллиметровой бумаге (по
оси ординат 1 мм — не более 0,02 Рмин, по оси абсцисс 1 мм — не бо-
лее 0,5 мкА) и вставляется в кассету, входящую в комплект фантома.
После градуировки фантома можно приступать к измерениям мощ-
ности аппарата для УВЧ-терапии. Фантом устанавливают между кон-
денсаторными электродами так, чтобы они были параллельны и соосны
дискам фантома. Аппарат для УВЧ-терапии включают и настраивают
так, как это описано в § 2, 3. Определение значения поглощаемой лам-
пами фантома мощности производят по показаниям микроамперметра
с переводом их в ватты по градуировочной кривой.
При измерениях во избежание искажения результатов посторонние
предметы из изоляционного материала не должны находиться бли-
же 0,5 м, а металлические предметы ближе 1 м от стенок нагрузочного
блока и высокочастотных проводов аппарата для УВЧ-терапии.
В случае, если испытывают аппарат с резонансным индуктором, то
к фантому крепят съемный кожух с витком связи и индуктор устанав-
ливают параллельно и соосно витку. С помощью подстроечного кон-
денсатора цепь витка связи настраивают в резонанс по максимальному
показанию микроамперметра.
Если измерения производят с гибкими конденсаторными электрода-
ми, то на дисках фантома устанавливают придаваемые к нему прямо-
угольные латунные пластины. Пластины имеют по два контактных
штыря, входящих в гнезда на дисках. Гибкие электроды накладывают
на пластины и крепят к ним резиновым бинтом.
При испытании аппаратов с автоматической настройкой выходного
контура тумблер В2 в измерительном блоке должен быть включен.
Высокая стабильность характеристик кремниевого фотопреобразо-
вателя обеспечивает постоянство градуировочной кривой фантома. Од-
нако один раз в 2 недели градуировочная кривая должна проверяться.
Проверку производят аналогично градуировке фантома, но мощность
на лампы подается такая, чтобы стрелка микроамперметра установилась
на оцифрованном делении шкалы (проверяют две, три точки поддиа-
пазона). Погрешность, 6, вычисленная по формуле
6 = РГр-РИзм100%|
* изм
где Р гр— мощность, установленная по градуировочной кривой; Р„зм —
мощность, подводимая, к лампам, не должна превышать +4%. В про-
тивном случае должна быть снята новая градуировочная кривая.
При смене вышедшей из строя лампы или при установке нового
набора ламп для перехода на другой поддиапазон градуировочная кри-
вая должна сниматься заново.
Аппарат для УВЧ-терапии должен отдавать максимальную мощ-
ность с наибольшими из входящих в комплект круглыми конденсатор-
ными электродами при зазоре, не превышающем 2 см.
Для обеспечения достаточной величины мощности при проведении
различных процедур мощность при зазорах, отличающихся от оптималь-
ного на 1,5 см, должна составлять не менее половины от максимальной.
При всех измерениях мощности должна поддерживаться номиналь-
ная величина напряжения, питающего аппарат, а выходной контур дол-
жен настраиваться в резонанс по максимальному показанию прибора
фантома.
218
Если в аппарате имеется устройство для автоматической настройки
выходного контура, то измерения мощности производят при работе авто-
матики. Значение выходной мощности при этом не должно отличаться
более чем на 15% от величины, полученной при настройке вручную.
С помощью фантома проверяют и стабильность работы аппарата
для УВЧ-терапии. Для этого измеряют мощность сразу после включе-
ния аппарата и по истечении времени, оговоренного в технических усло-
виях. Величина мощности, измеренной в конце испытаний, не должна
отличаться более чем на 20% от начальной величины. В процессе испы-
таний каждые 20 мин производят подстройку выходного контура, а
.в аппаратах с автоматической настройкой контролируют безотказность
работы автоматики.
Фантом используют также для проверки симметричности выходного
жонтура аппаратов для УВЧ-терапии. Симметричность выходного кон-
тура имеет большое значение для обеспечения достаточной величины
мощности при всех видах процедур. Если проводится процедура с резко
.выраженной несимметричностью нагрузки (разные размеры электродов,
разные зазоры под каждым из электродов и т. и.), то при несиммет-
ричном выходном контуре аппарат может не отдавать номинальной
мощности.
Для контроля симметричности выходного контура к аппарату под-
ключают круглые конденсаторые электроды наибольшего диаметра из
.имеющихся в комплекте. Мощность, отдаваемую аппаратом, измеряют
при расположении одного из электродов вплотную к диску фантома,
а другого — с зазором 3—5 см и наоборот. Разница в величинах изме-
ренных мощностей не должна превышать 20% от большей величины.
Фантом также используют в качестве нагрузки аппаратов для
УВЧ-терапии при измерении стабильности частоты и уровня радиопо-
мех. Методика этих измерений описана в главе VII.
В заключение отметим, что измерительный фантом Ф1 полностью
пригоден и для измерения средней мощности аппаратов для импульсной
УВЧ-терапии.
Раздел 6
АППАРАТ ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ УВЧ-ТЕРАПИИ
Аппарат для импульсной УВЧ-терапии «Импульс-3» разработан
ВНИИМП и выпускается его Опытным заводом. Аппарат существенно
отличается от предыдущей модели «Импульс-2» (см. 4-е изд. данной
книги, 1974 г.). Одно из основных отличий заключается в применении
помехоподавляющих устройств (фильтр нижних частот в цепи связи
генератора с выходным контуром; экранировка блока генератора, цепи
связи, выходного контура; сетевой фильтр), что позволило снизить
до допустимых величин излучение аппаратом высших гармоник. В связи
с этим при эксплуатации аппарата в медицинских учреждениях, рас-
положенных в отдельных зданиях, не требуется применение экраниро-
ванной кабины или помещения. Изменениям подверглась схема моду-
лятора, который стал более простым и надежным. Применены унифи-
цированные узлы: корпус, электрододержатели, электроды и ряд других,
используемых также в аппарате «Экран-1».
Основные технические данные аппарата: частота импульсно-модули-
рованных высокочастотных колебаний 40,68 МГц ±2%; форма огибаю-
щей высокочастотных колебаний близка к колоколообразной; длитель-
ность импульсов огибающей 2 мкс (на уровне 0,5); частота следова-
ния 500 Гц; наибольшая выходная мощность в импульсе 18 кВт (сред-
няя мощность—18 Вт); аппарат снабжен устройством для автомати-
ческой настройки в резонанс выходного контура; питание от сети
219
220 В +5%, —10; потребляемая мощность не более 400 ВА; по защите
от поражения электрическим током аппарат выполнен по классу 01;
^габаритные размеры (без электрододержателей) 900X620X520 мм;
масса не более 80 кг.
Аппарат представляет собой генератор импульсно-модулированных
колебаний УВЧ, нагруженный на конденсаторные электроды, с помощью
электрического поля которых осуществляется лечебное воздействие на
организм.
Структурная электрическая схема аппарата приведе-
на ниже.
Высокочастотная часть включает в себя генератор УВЧ, фильтр ниж-
них частот и выходной контур. Модуляция и управление генератором
осуществляется блоком модулятора и элементами коммутации и сиг-
нализации. Блок автоматики обеспечивает настройку в резонанс выход-
ного контура. В блоке питания создаются напряжения, необходимые
для питания всех электрических цепей аппарата.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. III—60 (см. вкладку).
Генератор УВЧ собран по схеме с самовозбуждением на парал-
лельно включенных импульсных генераторных триодах ГИ-17 (V8, V10).
Модуляция высокочастотных колебаний осуществляется модулирующи-
ми импульсами, питающими анодную цепь генератора. Анодный контур
образован катушкой индуктивности 11, конденсаторами 26, 34 и выход-
ными емкостями ламп. Обратная связь обеспечивается конденсато-
ром 27. Автоматическое смещение на управляющие сетки ламп создает-
ся с помощью резисторов 15, 16 в сеточной цепи.
Модулирующие импульсы подаются в анодную цепь генератора по
последовательной схеме через среднюю точку катушки индуктивности
анодного контура. Дроссель 9 и конденсатор 23 — блокировочные эле-
менты в анодной цепи. В цепи накала блокировка осуществляется кон-
денсаторами 22, 25, 35, 36, в сеточной цепи — дросселем 10, конденса-
тором 33.
Для контроля режима генератора при производстве аппарата и его
ремонте в сеточной цепи имеются гнезда ХЮ, закорачиваемые пере-
мычкой Х9. Для измерения постоянной составляющей сеточного тока
двух генераторных ламп вместо перемычки подключается миллиампер-
метр магнитоэлектрической системы.
220
Фильтр нижних частот (катушки индуктивности 13—16,
конденсаторы 28—31) обеспечивает отсечку высших гармоник, созда-
ваемых генератором, уменьшая тем самым излучение радиопомех на-
ходящимися вне экранированного корпуса электродами и их кабелями.
Фильтр включен в промежуточную цепь связи анодного контура гене-
ратора с выходным контуром. Промежуточная цепь связана катушкой
индуктивности 12 с анодным контуром и катушкой индуктивности 17 —
с выходным контуром.
Конструкция катушек допускает изменение величины связи, что не-
обходимо при регулировке аппарата.
Выходной контур предназначен для передачи энергии колеба-
ний УВЧ тканям тела пациента. Контур содержит катушки связи 18, 19,
катушку индуктивности 22, конденсатор переменной емкости <32. Через
выходные гнезда XII, Х14 к указанным элементам подключаются кабе-
ли электродов Е4, Е5. Для подключения электродов малого размера
имеется дополнительная пара гнезд Х12, Х13, подключенных через со-
гласующие катушки 23, 24.
Дроссели 20, 21 соединяют по низкой частоте выходной контур с зем-
лей, что является дополнительной защитой пациента при случайных
нарушениях в аппарате.
Ось ротора переменного конденсатора соединена с реверсивным элек-
тродвигателем М3. Управляемый блоком автоматики (см. ниже) элек-
тродвигатель поддерживает настройку выходного контура в резонанс
с частотой генератора.
Блок модулятора создает модулирующие импульсы, питающие
анодную цепь генератора. Блок состоит из блокинг-генератора, катод-
ного повторителя и импульсной линии с ключом и импульсным транс-
форматором на выходе.
Блокинг-генератор, задающий частоту следования высокочастотных
импульсов, собран на левой (по схеме) половине триода V6 и импульс-
ном трансформаторе Т4. Частота следования импульсов блокинг-гене-
ратора определяется конденсатором 13, резисторами 8, 9. С помощью
переменного резистора 8 при регулировке аппарата эта частота уста-
навливается равной 500 Гц.
Импульсы блокинг-генератора поступают на сетку лампы катодного
повторителя (правая половина триода V6). С нагрузкой катодного по-
вторителя через конденсатор 14 соединена сетка водородного тиратро-
на V5. При поступлении импульса тиратрон зажигается, и через него,
а также первичную обмотку импульсного повышающего трансформа-
тора Т5 разряжается искусственная формирующая линия (L4— L8,
С15—С19). При этом на обмотке трансформатора создается высоко-
вольтный импульс напряжения, по форме близкий к прямоугольному.
Длительность импульса определяется параметрами формирующей
линии и на уровне 0,5 составляет 2 мкс. Со вторичной обмотки
трансформатора Т5 высоковольтный импульс (наибольшее пиковое
напряжение около 6 кВ) через разъем Х6 — Х8 поступает в блок ге-
нератора.
В промежутках между импульсами, когда тиратрон не проводит,
формирующая линия заряжается через дроссель L3 и фиксирующий
диод V4 от выпрямителя, собранного по схеме удвоения на выпрями-
тельных столбах VI, V2 и конденсаторах 10, 11. Питание на выпрями-
тель подается от вторичной обмотки повышающего трансформатора ТЗ.
Резисторы 4—7 обеспечивают разряд конденсаторов после выключения
аппарата. Дроссель L3 препятствует разряду конденсаторов выпрями-
теля через проводящий тиратрон.
Лампа блокинг-генератора и катодного повторителя питается от
однополупериодного выпрямителя на диоде V3 и электролитическом
конденсаторе 12. Переменное напряжение на выпрямитель так же, как
221
и на_ первичную обмотку трансформатора ТЗ подается через разъем
XI — Х4 от трансформатора Т1.
Блок модулятора выполнен отдельным узлом, что упрощает его из-
готовление и регулировку.
Для автоматической настройки выходного контура в резонанс с ча-
стотой генератора в аппарате имеется блок автоматики,
управляющий, как уже указывалось, с помощью электродвигателя М3
ротором переменного конденсатора <32. Входной сигнал для блока авто-
матики снимается с резистора 15 в сеточной цепи генератора. Сигнал,
пропорциональный изменению постоянной составляющей суммарного
сеточного тока генераторных ламп, через пиковый детектор (диод V9,
резистор 14, конденсатор 2/) и гнездо 5 разъема Х5 поступает на вход
блока. В процессе настройки выходного контура генератора в резонанс,
т. е. при приближении к вершине резонансной кривой контура, сеточ-
ный ток генераторных ламп уменьшается. При расстройке контура, т. е.
удалении от вершины его резонансной кривой сеточный ток увеличивает-
ся. В последнем случае с резистора 15 снимается отрицательный сигнал.
В случае необходимости, например, при регулировке аппарата, когда
переменный конденсатор необходимо настроить от руки, электродвига-
тель М3 может быть отключен тумблером S7.
Блок автоматики полностью унифицирован с блоком автоматики
аппарата «Экран-1» (см. принципиальную электрическую схему на
рис. III—52). С работой блока можно ознакомиться в § 3 раздела 5 дан-
ной главы.
Блок питания содержит силовой трансформатор Т1 и ферроре-
зонансный трансформатор 7'2. Сетевое напряжение через помехоподав-
ляющий фильтр (конденсаторы 6, 7,, дроссели 1, 2, разрядный рези-
стор 2) и контакты микропереключателя S4 подается на первичную
обмотку силового трансформатора Т1. В цепи одного из сетевых прово-
дов установлен автоматический выключатель F1, защищающий аппарат
от перегрузок.
Вторичная обмотка силового трансформатора имеет отводы для из-
менения напряжения питания формирующей линии, а следовательно, и
выходной мощности аппарата.
Правильная последовательность включения цепей аппарата обеспе-
чивается элементами управления и сигнализации, кото-
рыми являются: электромеханическое реле выдержки времени на син-
хронном электродвигателе М2, промежуточное реле К2, исполнительное-
реле Л7, процедурные часы Е2, неоновые лампы Hl, Н2.
Работа аппарата происходит следующим образом. При переводе руч-
ки «Мощность» (переключатель S1) из положения -О в положение О, по-
дается напряжение сети, так как замыкаются контакты микропереклю-
чателя S4, связанного с осью переключателя S7. При этом подается
напряжение питания на’блок автоматики, на подогреватели ламп моду-
лятора и генератора, а также включаются электродвигатели вентилято-
ра (Ml) и реле выдержки времени (М2). Напряжение накала водород-
ного тиратрона стабилизируется феррорезонансным стабилизатором, в-
котором использован трансформатор 7'2 типа TH и конденсаторы 1—3.
При включении напряжения сети загорается один электрод у неоновой
лампы Н1 (левая на панели управления), так как напряжение питания
на нее подается через диод V7.
Через 3 мин, необходимые для разогрева катодов тиратрона и гене-
раторных ламп, синхронный электродвигатель М2 реле выдержки вре-
мени кулачком, укрепленным на большой шестерне редуктора, на ко-
роткое время включит контакты микропереключателей S5, S6. Через-
контакты микропереключателя S5 будет подано напряжение питания
на обмотку промежуточного реле К2, которое сработает. Чтобы избе-
жать дребезга контактов реле, на обмотку электродвигателя и реле К2"
222
подается напряжение через контакт микропереключателя S6. После
срабатывания реле контакты микропереключателей S5, S6 через не-
большое время разомкнутся, разорвав цепь питания электродвигате-
ля М2 и тем самым остановив его.
Одна пара контактов промежуточного реле К2 блокирует микропе-
реключатель S5 (реле «само себя держит»), а вторая пара контактов
зашунтирует диод V7, и у неоновой лампы Н1 загорится второй элек-
трод, указывая на готовность аппарата к включению высокого напря-
жения. Третья пара контактов реле К2 подготовит к включению испол-
нительное реле KJ. Окончательно реле KJ будет подготовлено к вклю-
чению после того, как будут заведены процедурные часы Е2 (ручка
«Минуты»), и замкнется их контакт в цепи питания реле.
Теперь ручка «Мощность» может быть переведена в положение «1».
Контакты S2 и S3 замкнутся, и включится исполнительное реле К.1.
Рис. III — 61. Панель управления аппарата «Импульс-3». Объяс-
нение в тексте.
Одна пара контактов реле К1 заблокирует контактную группу S3,
вторая пара контактов подаст напряжение питания на обмотку возбуж-
дения электродвигателя автоматической настройки М3, а третья пара —
замкнет цепь питания его обмотки управления — в результате электро-
двигатель начнет вращать ротор переменного конденсатора и загорится
неоновая лампа Н2 (правая на панели управления). Четвертая пара
контактов в реле К1 замкнет цепь питания первичной обмотки транс-
форматора ТЗ и подаст тем самым напряжение на лампу блокинг-ге-
нератора и высокое напряжение на модулятор. На анод генераторных
ламп поступят модулирующие импульсы, и начнется генерация колеба-
ний УВЧ. Ручка «Мощность» может быть переведена в положение 2—8.
При этом разомкнутся контакты S3, но реле К1 («само себя держит»)
останется включенным.
По истечении заданного по шкале процедурных часов времени раз-
дастся звуковой сигнал, и контакты часов включат питание реле К1.
Контакты реле разорвут цепь первичной обмотки трансформатора ТЗ,
генерация прекратится. Кроме того, контактами реле К1 отключится
питание реверсивного электродвигателя М3, и снимется блокировка
контактов S3. Теперь включить высокое напряжение, заведя процедур-
ные часы, нельзя. Напряжение питания будет подано на реле Р1 только
223
после того, как ручка «Мощность» будет установлена в положение Э
Этим исключается возможность случайной подачи излишней мощности
в выходной контур. При выключении высокого напряжения ручкой
«Мощность» цепь питания реле Р1 будет разорвана контактом S2.
Рис. III — 62. Аппарат «Импульс-3» без кожуха и задней стенки каркаса.
Объяснение в тексте.
Устройство аппарата. Аппарат представляет собой наполь-
ную' передвижную конструкцию. Кожух аппарата, электрододержатели
и электроды полностью унифицированы с соответствующими узлами ап-
парата «Экран-1» (см. рис. III—53). На панели управления (рис.
III—61) расположены: в центре — ручка 1 «Мощность», служащая, по-
мимо регулировки выходной мощности, также для включения и выклю-
чения аппарата, ручка 2 процедурных часов «Минуты»; слева — гла-
224
зок 3 неоновой лампы
глазок 4 неоновой лам!
Аппарат со снятым
рис. III—62. В левом
раторные лампы 1, ка’
сек проходит ось, кот
телем, коммутирующи:
В правом полность
ходной контур — кату!
реверсивный электрод
передняя стенка экран
В нижней части сп]
блок модулятора 8 с i
матики 10 с трансформ
В комплект аппарата в
150 и 180 мм.
Подготовка к ]
проведении прон
«Экран-1».
Аппарат «Импульс-
ку. Для подключения
вилки от кабеля отве:
беля, оканчивающаяся
При проведении п]
значительные импульс
в виду, что при случ!
вание высокочастотны.
А
Аппарат для ДМВ
пускается Московским
Основные техниче
460 МГц +1%; макси
ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ Д1
рех ступенях не боле
20 Вт; аппарат снаб:
ностью измерений в вс
показания прибора; п
напряжением 220 В -
превышает 600 ВА; а
ния электрическим тс
чателя) 900X620X521
Электрическая час
ки: автогенератор, и;
систему автоматики.
Автогенератор соб
по схеме с заземленно
му рис. III—63). Кол
роченных на конце ко
катодного, расположе
Для обеспечения
имеется дополнителы
структивно она BbinoJ
анодно-сеточного в се
15 № 1471
влена в положение Э
и излишней мощности
напряжения ручкой
;ана контактом S2.
зок 3 неоновой лампы, сигнализирующей о включении сети; справа —
глазок 4 неоновой лампы блока автоподстройки.
Аппарат со снятыми кожухом и задней стенкой каркаса показан на
рис. III—62. В левом верхнем отсеке размещен генератор УВЧ — гене-
раторные лампы 1, катушка 2 анодного контура, дроссель 3. Через от-
сек проходит ось, которая связывает ручку «Мощность» с переключа-
телем, коммутирующим напряжение на формирующей линии.
В правом полностью экранированном верхнем отсеке размещен вы-
ходной контур — катушка связи 4, конденсатор 5 переменной емкости,
реверсивный электродвигатель 6 системы автоподстройки (на рисунке
передняя стенка экрана блока снята).
В нижней части справа укреплен силовой трансформатор 7, слева —
блок модулятора 8 с водородным тиратроном 9, в центре—блок авто-
матики 10 с трансформатором 11.
В комплект аппарата входят три пары конденсаторных электродов диаметром 100,
150 и 180 мм.
Подготовка к работе и управление аппаратом при
проведении процедур аналогичны приведенным для аппарата
«Экран-1».
Аппарат «Импульс-3» имеет для присоединения к сети сетевую вил-
ку. Для подключения к клемме заземления на пусковом щитке около
вилки от кабеля ответвляется третья заземляющая жила сетевого ка-
беля, оканчивающаяся кабельным наконечником.
При проведении процедуры на электродах и их проводах имеются
значительные импульсные напряжения высокой частоты. Следует иметь
в виду, что при случайном прикосновении к ним возможно проскаки-
вание высокочастотных искр.
Раздел 7
АППАРАТ ДЛЯ ДМВ-ТЕРАПИИ
Аппарат для ДМВ-терапии «Волна-2» разработан ВНИИМП и вы-
пускается Московским заводом ЭМА.
Основные технические данные аппарата: частота генератора —
460 МГц +1%; максимальная выходная мощность 100 Вт; регулировка
выходной мощности девятью ступенями с интервалами на первых четы-
рех ступенях не более 15 Вт и на последних пяти ступенях не более
20 Вт; аппарат снабжен измерителем выходной мощности с погреш-
ностью измерений в ваттах, не превышающей + (0,ЗРх Д- 3Вт), где Рх —
показания прибора; питание от сети переменного тока частотой 50 Гц,
напряжением 220 В Д-5 %, —15%; потребляемая из сети мощность не
превышает 600 ВА; аппарат выполнен по I классу защиты от пораже-
ния электрическим током; габаритные размеры (без держателя излу-
чателя) 900X620X520 мм; масса (с комплектом) не более 90 кг.
Электрическая часть аппарата содержит следующие основные бло-
адней стенки каркаса.
тавляет собой наполь-
а, электрододержатели
:ствующими узлами ап-
ели управления (рис.
хность», служащая, по-
1Я включения и выклю-
Минуты»; слева — гла-
ки: автогенератор, измеритель мощности, излучатели, блок питания,
•систему автоматики.
Автогенератор собран на металло-керамическом триоде ГИ-6Б (V6)
по схеме с заземленной сеткой (см. принципиальную электрическую схе-
му рис. III—63). Колебательная система выполнена в виде двух зако-
роченных на конце коаксиальных контуров, анодно-сеточного и сеточно-
катодного, расположенных по одну сторону от лампы.
Для обеспечения устойчивого самовозбуждения в автогенераторе
имеется дополнительная кондуктивно-емкостная обратная связь. Кон-
структивно она выполнена в виде подвижного штыря, проходящего из
анодно-сеточного в сеточно-катодный контур (С6).
15 № 1471
225
1
Для настройки генератора на номинальную частоту 460 МГц пре-
дусмотрена возможность изменения 'величины сосредоточенной емкости
в анодно-сеточном контуре. Изменение емкости осуществляется пере-
мещением в полости контура трех штырей, оканчивающихся дисками
(С8—С10).
Связь с нагрузкой емкостная (С12). Центральный проводник жест-
кой коаксиальной линии переходит во входящий в анодно-сеточный
контур штырь связи с диском на конце. Установка оптимальной связи
с нагрузкой осуществляется изменением глубины погружения штыря
связи при перемещении коаксиальной линии в разрезной втулке, впаян-
ной в наружный цилиндр контура. Фиксация положения линии осущест-
вляется с помощью стягивающего хомута.
В качестве анодно-разделительной емкости используется керамиче-
ский конденсатор 13, в пружинный контакт которого вставлен радиатор
анода генераторной лампы. Напряжение на анод подается с помощью
контакта, выполненного в виде стягивающего хомута, одетого на ра-
226
циатор анода ламм
в анодной цепи уста1
Напряжение нак
ным цилиндрам, ка
концы которых вста
внутреннем проводя
Для электрическ
точного контура и д
друг от друга 2—3 i
два цилиндрических
ких замыканий при
дохранителем F3.
Напряжение сме
томатически за счет
сторе 5 и лампе н.г
способствует стабил
служит для подавле
Для контроля р«
тора предусмотрены
к которым подключ
ный и анодный токи
напряжения.
Принудительное
с помощью центров
теля М с фазосдвиг.;
ки воздуха к заборн
из капронового воле
Поток воздуха а
цилиндр анодно-сет
через щели радиато
Измеритель выхк
левой коаксиальный
вителя выполнен в
высокочастотный тр
ным кабелем.
Центральный пр'
лю связи, нагружен!
на подогреватель в
роны — на резистор
Часть падающет
вторичный, рассеив;
разователя, ЭДС ко
рованным в ваттах»
бора.
Термопреобразон
в цилиндрическом
установки и смены
отверстие, закрывав
в цилиндрический ;;
Для регулировки г
линию резистор 16,
мощью штифта и га
Аппарат компле!
линдрическим. Про»
ценный полуволной
форму эллиптическо
кой коаксиальной л
за экран часть лини
15*
циатор анода лампы. Для защиты генераторной лампы от перегрузок
в анодной цепи установлен предохранитель F2.
Напряжение накала подводится по двум коаксиально расположен-
ным цилиндрам, катодному и накальному, в разрезные пружинящие
концы которых вставляются выводы лампы. Цилиндры расположены во
внутреннем проводнике сеточно-катодного контура.
Для электрического разделения катода от заземленного анодно-се-
точного контура и для блокировки накала все три цилиндра разделены
друг от друга 2—3 слоями фторопластовой пленки, так что образуются
два цилиндрических конденсатора 7, 11. Защита цепи накала от корот-
ких замыканий при случайном повреждении пленки обеспечивается пре-
дохранителем F3.
Напряжение смещения на сетке генераторной лампы образуется ав-
томатически за счет постоянной составляющей сеточного тока на рези-
сторе 5 и лампе накаливания V5, нелинейное сопротивление которой
способствует стабилизации режима генератора. Дроссель в цепи сетки
служит для подавления паразитной генерации.
Для контроля режима генераторной лампы при настройке генера-
тора предусмотрены закороченные вставками розетки Х4 «Ig» и Х5 «1а»,
к которым подключаются приборы, измеряющие соответственно сеточ-
ный и анодный токи, а также розетка Х6 «Ua» для измерения анодного
напряжения.
Принудительное охлаждение генераторной лампы осуществляется
с помощью центробежного вентилятора, состоящего из электродвига-
теля М с фазосдвигающими конденсаторами 4—5 и турбины. Для очист-
ки воздуха к заборному патрубку вентилятора крепится пылевой фильтр
из капронового волокна.
Поток воздуха от вентилятора через штуцер, впаянный в наружный
цилиндр анодно-сеточного контура, поступает в генератор и выходит
через щели радиатора анода лампы.
Измеритель выходной мощности генератора представляет собой пет-
левой коаксиальный направленный ответвитель. Основной канал ответ-
вителя выполнен в виде жесткой коаксиальной линии, включенной в
высокочастотный тракт между выходом генератора и гибким коаксиаль-
ным кабелем.
Центральный проводник вторичного канала представляет собой пет-
лю связи, нагруженную с одной стороны через согласующий резистор 13
на подогреватель вакуумного термопреобразователя В, с другой сто-
роны— на резистор 16.
Часть падающей мощности, ответвленная из основного канала во
вторичный, рассеивается на резисторе 13 и подогревателе термопреоб-
разователя, ЭДС которого измеряется милливольтметром Р, проградуи-
рованным в ваттах. Резистор 12 служит для калибровки шкалы при-
бора.
Термопреобразователь и согласующий резистор 13 расположены
в цилиндрическом экране, укрепленном на коаксиальной линии. Для
установки и смены термопреобразователя в экране имеется продольное
отверстие, закрывающееся поворотной крышкой. Резистор 16 помещен
в цилиндрический экран, также укрепленный на коаксиальной линии.
Для регулировки глубины погружения петли связи в коаксиальную
линию резистор 16, соединенный с петлей, перемещается в экране с по-
мощью штифта и гайки.
Аппарат комплектуется двумя излучателями-—продолговатым и ци-
линдрическим. Продолговатый излучатель представляет собой укоро-
ченный полуволновый диполь, помещенный над экранов, имеющим
форму эллиптического цилиндра. Диполь крепится к питающей его жест-
кой коаксиальной линии, проходящей через центр экрана. Выходящая
за экран часть линии оканчивается приборной розеткой, к которой под-
15* 22?
ключается кабельная вилка с заправленным в нее коаксиальным кабе-
лем, соединяющим излучатель с выходом генератора. Раскрыв излуча-
теля (излучающая поверхность) закрыт крышкой из изоляционного ма-
териала.
Излучатель создает поток энергии, направленный в сторону, проти-
йоположную экрану, с максимальной интенсивностью в средней части
излучателя и равномерным спаданием его к краям.
Цилиндрический излучатель представляет собой два взаимноперпен-
дикулярных полуволновых диполя. Диполи укреплены на жесткой ли-
нии над экраном конической формы. Концы диполей для уменьшения
поперечных размеров излучателя загнуты под прямым углом к экрану.
Излучатель создает узкий поток энергии, направленный вперед, с мак-
симальной интенсивностью в центре.
Для обеспечения необходимого согласования излучателей с волновым
сопротивлением кабеля в жесткой коаксильной линии помещен чет-
вертьволновый согласующий трансформатор в виде утолщенного цент-
рального проводника линии. Согласование обеспечивается при зазорах
между излучателем и поверхностью тела пациента, не превышающих
5—6 см.
При проведении процедуры излучатель устанавливается выступаю-
щей частью жесткой коаксиальной линии в гнезде шарнирного держате-
ля аппарата и фиксируется зажимным винтом.
Блок питания состоит из трансформатора Т2, повышающего транс-
форматора Т1 и высоковольтного выпрямителя. Трансформатор Т2 слу-
жит для компенсации отклонений напряжения питающей сети от номи-
нала. Компенсация производится переключением отводов обмотки с по-
мощью переключателя S2 (ручка «Компенсатор»).
Для индикации номинального напряжения питания использован из-
мерительный прибор, коммутируемый переключателем S7. Напряжение
накальной обмотки автотрансформатора (выводы 22—23) выпрямляется
диодом V7 и через резисторы 17—18, а также резистор 7 подается на
прибор. На шкале прибора нанесен зеленый сектор, соответствующий
номинальному напряжению питания.
Повышающий трансформатор Т1 и высоковольтный выпрямитель
предназначены для питания анодной цепи генератора. Выпрямитель
собран на выпрямительных столбах VI—V4 и конденсаторах /, 2 по
схеме удвоения.
Регулировка анодного напряжения и, соответственно, выходной мощ-
ности генератора производится изменением напряжения на первичной
обмотке трансформатора. С помощью переключателя S1 (ручка «Мощ-
ность») первичная обмотка трансформатора Т1 подключается к раз-
личным отводам обмотки трансформатора Т2.
В систему автоматики входят блок реле (промежуточное К5 и ис-
полнительное КЗ электромагнитные реле, биметаллическое реле вы-
держки времени К4 с микропереключателем S6), процедурные часы К2,
зуммер К1, микропереключатели S3, S4, сигнальные лампы Н1 — НЗ.
Работа блока реле происходит следующим образом. При включе-
нии с помощью переключателя S2 «Компенсатор» аппарата в сеть на-
пряжение от выводов 18—19 обмотки трансформатора Т2 через замкну-
тые контакты НЗ—С микропереключателя S4 и замкнутые контакты
5—6 промежуточного реле К5 поступает на подогреватель биметалли-
ческого реле выдержки времени К4. При этом загорается лампа Н1 —
зеленый глазок на панели управления. Через 2—5 мин, необходимые
для разогрева катода генераторной лампы, биметаллическая пластина
нажимает на рычаг микропереключателя S6, контакты 1—2 которого за-
мыкают цепь питания промежуточного реле. Промежуточное реле, сра-
батывая, осуществляет следующие переключения: разрывает цепь по-
догревателя реле времени (контакты 5—6), подает питание на сигналь-
228
ную лампу НЗ (контакты 3—4) и подготавливает для включения цепь
питания исполнительного реле КЗ (контакты 1—2).
Свечение желтого глазка на панели управления (лампа НЗ) сигна-
лизирует о том, что аппарат подготовлен к включению высокого напря-
жения. Предварительно по процедурным часам (ручка «Минуты») уста-
навливается время процедуры. Для этого ручка поворачивается по ча-
совой стрелке до упора, а затем устанавливается в соответствии с за-
данным временем. При этом замыкаются нормально-разомкнутые кон-
такты микропереключателя S3, подавая напряжение на обмотку испол-
нительного реле КЗ, и замыкаются контакты процедурных часов К2 в
цепи зуммера К1. Одновременно размыкаются нормально замкнутые
контакты микропереключателя S3 в цепи зуммера.
При срабатывании исполнительного реле КЗ замыкаются его контак-
ты 1—2, подключенные параллельно контактам НЗ — С микропереклю-
чателя S4. Замыкаются также контакты 5—6 в цепи первичной обмотки
трансформатора Т1 и контакты 3—4 в цепи сигнальной лампы Н2.
Теперь для подачи высокого напряжения на анод генераторной лам-
пы достаточно вывести из нулевого положения ручку переключателя S/
«Мощность» — процедура началась. При этом срабатывает механически
связанный с осью переключателя микропереключатель S4. Контакты
НО — С микропереключателя S4 замыкают цепь питания сигнальной
лампы Н2 (красный глазок на панели управления) и подготавливают
к включению цепь зуммера, а контакты НЗ—С в цепи питания испол-
нительного реле РЗ размыкаются, так что напряжение на обмотку реле
подается только через его собственные контакты 1—2.
По истечении установленного на процедурных часах времени размы-
каются нормально-разомкнутые контакты микропереключателя S3, раз-
рывая цепь питания исполнительного реле и отключая тем самым вы-
сокое напряжение и питание сигнальной лампы Н2, и замыкаются нор-
мально-разомкнутые контакты S3, включая зуммер. Через 20—60 с кон-
такты часов К2 размыкаются, прекращая сигнал зуммера.
По окончании процедуры ручка переключателя S/ должна быть вы-
ведена на нуль. В противном случае не может быть начата следующая
процедура, так как для включения исполнительного реле КЗ необхо-
димо замкнуть контакты НЗ — С микропереключателя S4. Таким обра-
зом, исключается возможность начала новой процедуры с помощью
ручки «Минуты» при установке ручки «Мощность» не в нулевом поло-
жении. В случае непредвиденного выключения сети при проведении
процедуры или выключения аппарата ручкой «Компенсатор» для сра-
батывания блока реле также необходимо, чтобы ручка «Мощность»
была установлена в нулевое положение. В противном случае не будет
подано напряжение на обмотку биметаллического реле Р4 выдержки
времени (контакты НЗ—С микропереключателя S4 разомкнуты).
Включение аппарата в сеть производится с помощью трехжильного
сетевого шнура и вилки с заземляющим контактом. В сетевом проводе
включен автоматический выключатель F1.
Для подавления радиопомех, распространяющихся по сети, на вводе
сетевого шнура установлен помехозащитный блок СЗ. Конденсатор бло-
ка, подключенный между проводами, шунтируется резистором 4, обес-
печивающим его разряд после отключения шнура от сети.
Конструкция аппарата. Аппарат (рис. III—64) смонтирован в кар-
касе, на который сверху надевается цельнометаллический кожух 1, кре-
пящийся четырьмя винтами к нижней части каркаса.
На левой боковой стенке кожуха аппарата имеется специальный
кронштейн 2 для закрепления держателя 3 излучателя 4.
Шарнирно-фрикционная конструкция держателя обеспечивает уста-
новку выбранного для данной процедуры излучателя в любом нужном
положении.
229
Конструкция нижнего шарнира 5 держателя показана на рис. III—65,
Где схематически изображен общий вид фрикционного механизма со
снятой неподвижной щечкой.
Фрикционный механизм состоит из наружной обоймы 1 с жестко
прикрепленной штангой 2, разрезного бронзового кольца 3, сухаря 4,
Рис. III — 64. Общий вид аппарата «Волна-2».
Объяснение в тексте.
крепящего один конец раз-
резного кольца 3 к неподви-
жным соединенным с корпу-
сом аппарата щечкам 5, ры-
чага 6, эксцентрика 7, через
планки 8 связанного с на-
ружной обоймой 1, распор-
ной пружины 9 и регулиро-
вочного винта 10. Пружина
и винт смонтированы в суха-
ре 11, который закреплен на
свободном конце разрезного
кольца 3.
Работа шарнира проис-
ходит следующим образом.
При повороте штанги 2 с
электродом в требуемое по-
ложение наружная обойма
1 с помощью планок 8 пово-
рачивает эксцентрик 7. По-
следний, в свою очередь,
разворачивает рычаг 6, ко-
торый сжимает пружину 9,
создавая распорное усилие
в разрезном кольце 3. Мо-
мент трения, возникающий
между неподвижным раз-
резным кольцом 3 и наруж-
ной обоймой 1, удерживает
штангу с электродом в тре-
буемом положении. Эксцен-
трик 7 отрегулирован таким
образом, что величина рас-
порного усилия будет ма-
ксимальной при наибольшей
нагрузке на шарнир, т: е. при горизонтальном положении штанги 2 с
электродом. При возвращении штанги в нерабочее вертикальное поло-
жение пружина 9 разжимается и величина распорного усилия умень-
шается.
Таким образом, достигается необходимая плавность «хода» шарни-
ра. Усилие, удерживающее штангу с электродом в заданном положении,
изменяется с изменением угла наклона, т. е. обеспечивается автомати-
ческая регулировка фиксирующего усилия. При транспортировке дер-
жатель снимается, для чего достаточно отвернуть стопорный винт, кре-
пящий держатель в кронштейне.
На левой боковой стенке корпуса находится отверстие, служащее
для подключения к выходу генератора коаксиального кабеля 6 (см.
рис. III—64).
В правой боковой стенке корпуса имеется прямоугольное отверстие
для доступа к автоматическому выключателю.
, На передней стенке корпуса расположена ручка для передвижения
аппарата, на задней стенке — два крюка для закрепления сетевого ка-
беля при транспортировке аппарата.
230
Аппарат установлен на самоориентирующихся колесах. Для удобства
переноски аппарата под основанием каркаса укреплены ручки.
На горизонтальной панели управления расположены: ручка 7 ком-
пенсатора отклонений напряжения питающей сети «Компенсатор», кото-
рая служит также для включения и выключения аппарата; ручка 8 про-
цедурных часов «Минуты»; ручка 9 регулировки выходной мощности
«Мощность»; измерительный прибор; переключатель «Контроль», при
включении которого в положение «Сеть» прибор контролирует
Рис. III 65... Конструкция нижнего шарнира держателя излучате-
лей аппарата «Волна-2». Объяснение в тексте.
напряжение питания аппарата, а в положение «Мощность» — величину
выходной мощности; три глазка сигнальных ламп, которые загора-
ются: зеленый — при включении аппарата в сеть; желтый после
срабатывания реле выдержки времени; красный — при включении мощ-
ности.
Вид аппарата со снятым кожухом показан на рис. III—66. На осно-
вании каркаса расположены трансформатор 1, повышающий трансфор-
матор 2 и вентилятор 3. На средней панели смонтированы генератор 4
с измерителем мощности 5 и блок реле 6. В правой части каркаса на
вертикальной панели крепятся конденсаторы фильтра 8. Под панелью
управления расположены переключатель сети 9, переключатель мощно-
сти 10, процедурные часы 11, измерительный прибор 12.
Управление аппаратом при проведении процедур. Укрепив
держатель излучателя на левой боковой стенке аппарата, устанавли-
231
"бают в нем излучатель. С помощью высокочастотного кабеля соединяют
излучатель с выходом аппарата. Накидные гайки обеих кабельных ви-
лок завертывают до отказа (к выходу аппарата подключается кабель-
ная вилка с более длинной накидной гайкой). Затем устанавливают на
Рис. III — 66. Аппарат «Волна-2» со снятым кожухом (вид спереди). Объяснение
в тексте.
панели управления ручки «Компенсатор» в положение «Выкл.», «Мощ-
ность», «Минуты» в положение 0, а переключатель «Контроль» в поло-
жение «Сеть».
Перед проведением процедуры следует изъять у пациента все метал-
лические предметы, которые могут оказаться в области непосредствен-
ного воздействия электромагнитного поля (часы, монеты, запонки, за-
колки и др.). Эти предметы могут явиться причиной ожога пациента.
232
Участок тела, под
одежды, придают пащ
напряжения сохранят!
обходимый зазор меж;
Для лучшей локал
лее точной дозиметрии
высокочастотной энер!
лом пациента и излуча
Включают сетевую
поворотом ручки «Кои
напряжение. При это!
няется стрелка измери
чивают вправо до тех
установится в предела
Через 2—5 мин пос
сигнальная лампа, свг
ходимое для разогрева
Переключатель «К
устанавливают по пр(
завода часов ручку «У
до упора, а затем возв
Для включения вы
в положение «1». При
мерительный прибор 1
15 Вт.
Поворачивая ручю
выходную мощность с
ра и ощущениям паци
измерительного прибо
100 Вт). Если у больн
медленно выключить а
По истечении устаг
автоматически выклкв
ковым сигналом. При
этого ручку «Мощное
перевести в положение
ние на генератор пода1
При длительных п
рабочего дня аппарат!
Аппарат «Волна-2»
крытых помещениях. ]
ваться экранировании!
деле 3 главы VI.
Указания по с:
из строя генераторно
плекта аппарата. Заме
квалифицированному
с правилами техники
установках.
Замена производит
сетевой шнур от пита
несколько оборотов ви
и снять хомут. Затем 1
радиаторе и вынуть л;
анода хомут и закрепи
После замены гене
ровку режима генерат<
накала и выходной moi
Участок тела, подлежащий облучению, освобождают от верхней
одежды, придают пациенту удобное положение, которое он мог бы без
напряжения сохранять до окончания процедуры, и устанавливают не-
обходимый зазор между телом пациента и излучателем.
Для лучшей локализации энергии в облучаемом участке тела и бо-
лее точной дозиметрии, а также для уменьшения паразитного излучения
высокочастотной энергии в окружающее пространство зазор между те-
лом пациента и излучателем не должен превышать 5 см.
Включают сетевую вилку аппарата в штепсельную розетку. Затем
поворотом ручки «Компенсатор» по часовой стрелке включают сетевое
напряжение. При этом загорается зеленая сигнальная лампа и откло-
няется стрелка измерительного прибора. Ручку «Компенсатор» повора-
чивают вправо до тех пор, пока стрелка измерительного прибора не
установится в пределах зеленого сектора шкалы.
Через 2—5 мин после включения аппарата в сеть загорается желтая
сигнальная лампа, свидетельствующая о том, что истекло время, необ-
ходимое для разогрева катода.
Переключатель «Контроль» переводят в положение «Мощность» и:
устанавливают по процедурным часам длительность процедуры. Для
завода часов ручку «Минуты» поворачивают вначале по часовой стрелке
до упора, а затем возвращают к необходимому делению шкалы.
Для включения высокого напряжения ручку «Мощность» переводят
в положение «1». При этом загорается красная сигнальная лампа, а из-
мерительный прибор показывает величину выходной мощности около
15 Вт.
Поворачивая ручку «Мощность», следует установить необходимую
выходную мощность соответственно показаниям измерительного прибо-
ра и ощущениям пациента. Необходимо следить за тем, чтобы стрелка
измерительного прибора не заходила в пределы красного сектора (за
100 Вт). Если у больного появилось неприятное ощущение, следует не-
медленно выключить аппарат.
По истечении установленного на часах времени высокое напряжение
автоматически выключается, что сопровождается кратковременным зву-
ковым сигналом. При этом красный глазок должен погаснуть. После
этого ручку «Мощность» следует поворотом против часовой стрелки
перевести в положение «0». Если этого не сделать, то высокое напряже-
ние на генератор подаваться не будет.
При длительных перерывах между процедурами и по окончании
рабочего дня аппарат надо отключить от питающей сети.
Аппарат «Волна-2» предназначен для эксплуатации в отдельных за-
крытых помещениях. Если такой возможности нет, то следует пользо-
ваться экранированными кабинами, описание которых приведено в раз-
деле 3 главы VI.
Указания по смене генераторной лампы. При выходе
из строя генераторной лампы следует заменить ее лампой из ком-
плекта аппарата. Замену генераторной лампы разрешается производить
квалифицированному технику, знакомому с устройством аппарата и
с правилами техники безопасности при работах на высоковольтных
установках.
Замена производится в следующей последовательности: отключив
сетевой шнур от питающей сети и сняв кожух, следует отвинтить на
несколько оборотов винт в хомуте, надетом на радиатор анода лампьц
и снять хомут. Затем ввинтить съемник лампы в резьбовое отверстие в
радиаторе и вынуть лампу. Вставить новую лампу, надеть на радиатор
анода хомут и закрепить его.
После замены генераторной лампы необходимо произвести регули-
ровку режима генератора: установку номинальных величин напряжения
накала и выходной мощности, а также настройку частоты генератора.
233
Напряжение накала измеряют вольтметром класса не хуже 0,5 с
ценой деления не более 0,1 В и внутренним сопротивлением не менее
100 Ом. Вольтметр подключают к выводам нити накала на концах ка-
тодного и накального цилиндров генератора.
С помощью автотрансформатора (например, ЛАТР-1) напряжение
питания устанавливают таким, чтобы стрелка измерительного прибора
на панели аппарата была в середине зеленого сектора. Затем, изменяя
величину гасящего резистора 7, добиваются того, чтобы напряжение
накала составило 12,6 В.
Резистор 7 выполнен в виде отрезка нихромовой проволоки и кре-
пится между выводами соединительной платы, укрепленной на панели
контрольных измерений. Увеличивая или уменьшая длину проволоки,
добиваются соответственно уменьшения или увеличения напряжения
накала. Изменение длины проволоки на 5 мм приводит к изменению
напряжения накала примерно на 0,04 В.
После установки номинального напряжения накала производят ре-
гулировку величины выходной мощности по измерительному прибору на
панели аппарата. Одновременно измеряют анодный и сеточный токи,
а также анодное напряжение генераторной лампы. Для этих измерений
предусмотрены соответствующие гнезда la, 1g и Ua на панели контроль-
ных измерений. Вынув перемычки из гнезд 1а и 1g, к ним подключают
миллиамперметры постоянного тока.
Миллиамперметр для измерения анодного тока должен иметь пре-
дел измерений 250 мА, миллиамперметр для измерения сеточного
тока— 100 мА. Анодное напряжение следует измерять с помощью кило-
вольтметра с пределом измерений 3 кВ.
Выход аппарата с помощью коаксиального кабеля подключают че-
рез переходник к фиксированному аттенюатору или эквиваленту ан-
тенны.
Аттенюатор или эквивалент антенны должны быть рассчитаны на
поглощаемую мощность 100 Вт и иметь КСВ не более 1,3.
При отсутствии типовых поглощающих устройств допускается крат-
ковременная нагрузка аппарата на излучатель, установленный с зазо-
ром 2 см перед сосудом, заполненным водопроводной водой с раство-
ренной в ней поваренной солью. Размеры сосуда—не менее 45Х15Х
X 30 см. Объем воды—12 л, масса растворенной соли —9 г/л. Мате-
риал сосуда — оргстекло толщиной 10 мм. Допускается также кратко-
временное излучение мощности в открытое пространство, например,
в потолок.
При измерениях с использованием в качестве нагрузки излучателя
должны применяться защитные очки ОРЗ-5.
При установке величины выходной мощности генератора вначале
должна быть установлена оптимальная связь с нагрузкой. Для этого
следует отвернуть на несколько оборотов винт хомута, стягивающего
разрезную втулку генератора, в которую входит коаксиальная линия
измерителя мощности и освободить привинченную двумя винтами HaL
кладку, закрепляющую коаксиальную линию около выхода аппарата.
Затем, включив аппарат и установив переключатель «Мощность» в по-
ложение «9», держась рукой в резиновой перчатке за экран термопре-
образователя, поворачивают слегка измеритель, вдвигая или выдвигая
его из разрезной втулки. При этом соответственно увеличивается или
уменьшается связь нагрузки с генератором. Найдя положение, соответ-
ствующее максимуму выходной мощности, выдвигают измеритель на
1 —1,5 мм от этого положения. Затем фиксируют положение измерителя
мощности, завинчивая винт хомута и укрепляя двумя винтами на-
кладку.
Если после установки связи с нагрузкой максимальная выходная
мощность не соответствует номинальной (100 Вт), необходимо произ-
234
вести регулировку уровня выходной мощности изменением анодного
напряжения. При этом регулировка производится за счет ступенчатого
изменения напряжения на вторичной обмотке высоковольтного транс-
форматора. Для этого провод, соединяющий выпрямитель с обмоткой,
переключают к одному из соседних отводов (выводы 9, 10, 11 транс-
форматора Т1). Плавную регулировку производят с помощью резисто-
ра 6, укрепленного горизонтально на внутренней стороне панели конт-
рольных измерений. После установки максимальной величины выход-
ной мощности необходимо убедиться, что анодный и сеточный токи,
а также анодное напряжение генераторной лампы находятся в допу-
стимых пределах: анодный ток не более 180 мА, сеточный ток не более
60 мА, анодное напряжение не более 1800 В. Затем генератор настраи-
вают на частоту 460 МГц. Измерение частоты должно производиться
с помощью частотомера с погрешностью измерений не более 0,05%
(например, частотомер типа 42—-6). Входное устройство частотомера
(штырь или петля) подносят к корпусу генератора и частотомер уста-
навливают на частоту 460 МГц (следует помнить, что радиатор анода
находится под высоким напряжением). Затем освобождают накидную
гайку одного из штырей подстройки частоты, укрепленных на корпусе
генератора, и, перемещая штырь, добиваются максимального показа-
ния индикатора частотомера. После этого штырь прочно фиксируют
накидной гайкой. Если настройку не удается осуществить с помощью
одного штыря, используют два других.
В случае выхода из строя термопреобразователя измерителя мощ-
ности, следует, повернув вращающуюся заслонку цилиндрического
экрана, установленного на коаксиале измерителя мощности, выпаять
гермопреобразователь и впаять новый, придаваемый в запас. При этом
выводы термопары, обозначенные знаками плюс (+) и минус (—•),
следует подпаивать к контактным штырям с соответствующей марки-
ровкой.
После смены термопреобразователя необходимо произвести калиб-
ровку шкалы измерительного прибора по показаниям прибора, изме-
ряющего выходную мощность генератора. Измерение выходной мощ-
ности аппарата должно производиться при установке ручки переклю-
чателя «Мощность» в положение «9» с помощью калориметрического
измерителя мощности. Измеритель должен иметь КСВ не более 1,3 и
погрешность измерения, не превышающую 10% при 100 Вт непрерыв-
ной мощности (например, типа М3—13).
Если показания измерительного прибора на панели аппарата «Вол-
на-2» со вновь установленным термопреобразователем не соответствуют
измеренному значению мощности, то производят подгонку шкалы с по-
мощью шунтирующего прибор переменного резистора, укрепленного на
изоляционной плате под панелью управления.
Раздел 8
АППАРАТЫ ДЛЯ СМВ-ТЕРАПИИ
§ 1. Общие сведения
Аппараты для СМВ-терапии представляют собой магнетронные гене-
раторы, работающие на выделенной частоте 2375 МГц +2%. Примене-
ние магнетронов взамен обычных электронно-ламповых генераторов объ-
ясняется тем, что генерация с помощью электронных ламп достаточно
мощных колебаний такой высокой частоты практически невозможна. Это
связано, в основном, с тем, что время пролета электронов между като-
дом и сеткой генераторной лампы в сантиметровом диапазоне делается
235
женные в его аноде
Рис. III — 67. Общий вид магнетро-
на. Объяснение в тексте.
соизмеримым с периодом колебаний, в результате чего КПД лампового
генератора резко уменьшается.
В магнетроне совмещены функции электронной лампы и колеба-
тельного контура обычного генератора. Магнетрон представляет собой
вакуумную камеру с двумя электродами: катодом и анодом, к которым
приложено постоянное напряжение.
В качестве колебательной системы в магнетроне служат располо-
цилиндрические полости, являющиеся объемными
резонаторами. Магнетрон помещается
в постоянное магнитное поле, перпен-
дикулярное постоянному электриче-
скому полю, действующему между
анодом и катодом. Эмитируемые като-
дом электроны находятся под одновре-
менным действием постоянных элек-
трического и магнитного полей, а так-
же переменного электрического поля,
образующегося в резонаторах.
Энергию, которую электроны полу-
чают от источника постоянного напря-
жения, они отдают в процессе взаимо-
действия с электрической составляю-
щей высокочастотного поля резонато-
ров.
Передача энергии высокочастотных
колебаний, генерируемых магнетро-
ном, в нагрузку осуществляется с по-
мощью петли связи, расположенной в
одном из резонаторов.
На рис. III — 67 приведен общий
вид магнетрона, применяемого в отече-
ственных аппаратах для СМВ-терапии.
Магнетрон имеет цилиндрический корпус (анод) 1, с ребристым
радиатором 2 для охлаждения. К аноду привинчен фланец 4, с по-
мощью которого магнетрон крепится между полюсами постоянного
магнита. Над фланцем находятся два вывода 3 подогревателя катода,
с одним из которых соединен катод. Высокочастотный вывод энергии 5
оканчивается гнездовой частью разъема для подключения гибкого
коаксиального кабеля, соединяющего магнетрон с излучателем. Со сто-
роны, противоположной выводам подогревателя, в защитном колпаке 6
находится камера геттера (отросток вакуумной камеры, содержащий
газопоглотитель).
Внутреннее устройство магнетрона приведено на рис. III—68, на
котором магнетрон показан со срезанной крышкой анода, без наруж-
ного проводника коаксиального вывода энергии и со снятым защит-
ным колпаком геттера.
В центре магнетрона на выводах накала крепится цилиндрический
катод 1. Медный анод 2 имеет 12 расположенных на окружности ре-
зонаторов 3, соединенных через один связками 4. Связки обеспечивают
правильную фазировку высокочастотного поля в резонаторах.
Петля 5 связи с нагрузкой одним концом приварена к стенке резо-
натора, а другим соединена с внутренним проводником коаксиального
вывода энергии, заканчивающимся гнездом 6. Цилиндрический наруж-
ный проводник вывода энергии (на рисунке не показан) навинчивается
на приваренную к анодам резьбовую втулку 7. Через два приваренных
к аноду штуцера со стеклянными баллонами проходят выводы нака-
ла 8. В стеклянном баллоне 9 находится газопоглотитель (геттер).
Магнетрон, показанный на рис. III—67, используется как в аппара-
236
те с дистанционными излучателями, имеющем максимальную мощность
150 Вт, так и в аппарате с контактными излучателями с максимальной
мощностью 20 Вт.
Рис. III — 68. Внутреннее устройство магнетрона. Объяснение в тексте.
При работе в режиме большой мощности индукция магнитного поля
магнетрона составляет 180 мТ, в режиме малой мощности—100 мТ.
Соответственно анодное напряжение магнетрона находится в пределах
1800—2100 В и 800—1200 В.
Особенностью работы магнетрона в режиме большой мощности
является интенсивная обратная бомбардировка катода электронами.
При этом происходит дополнительный разогрев катода, что снижает его
долговечность. Для того чтобы температура катода находилась на одном
237
уровне, напряжение накала должно уменьшаться при увеличении анод-
ного тока. Зависимость напряжения накала от величины анодного тока
приведена на рис. III—69.
В ^аппаратах для микроволновой терапии используется косвенный
метод'измерения выходной мощности по току магнетрона. Зависимость
величины анодного тока от выходной мощности близка к линейной. Это
позволяет оценивать по показаниям прибора выходную мощность либо
даже градуировать миллиамперметр, измеряющий анодный ток, в едини-
цах мощности, т. е. в ваттах.
§ 2. Аппарат дпя СМВ-терапии переносной
Переносной аппарат для СМВ-терапии «Луч-2» разработан ВНИИМП
и выпускается Львовским заводом РЭМА.
Аппарат предназначен для воздействия микроволнами на небольшие
ограниченные участки тела по контактной методике. Малые габариты
и небольшая масса позволяют использовать аппарат у постели больного
на дому и в клинике.
Рис. III—70. Принципиальная электрическая схема аппарата «Луч-2».
Основные технические данные аппарата: частота электрических ко-
лебаний, создаваемых магнетронным генератором 2375 МГц +2% (дли-
на волны около 12,6 см); выходная мощность регулируется семью сту-
пенями от 2,5 до 20 Вт; питание от сети частотой 50 Гц напряжением
220 В + 10%; потребляемая из сети мощность не более 170 ВА; аппа-
рат выполнен по классу I защиты от поражения электрическим током;
габаритные размеры аппарата 405 X 304 X 298 мм; масса (без принад-
лежностей) не более 13 кг.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. III—70.
238
Генератором электрических колебаний сверхвысокой частоты являет-
ся магнетрон ЛЗ, расположенный между полюсами малогабаритного по-
стоянного магнита. Индукция магнитного поля между полюсами магнита
около 100мТ. Принудительное воздушное охлаждение анода магнетро-
на осуществляется с помощью четырехлопастного электровентилятора М.
Вывод энергии магнетрона гибким коаксиальным кабелем через вы-
сокочастотный разъем на панели аппарата соединяется с излучателем.
Анод магнетрона питается от выпрямителя, собранного по схеме
удвоения на кремниевых выпрямительных столбах Д2—ДЗ и конденса-
торах 3, 4. Выпрямитель питается от высоковольтной обмотки силового
трансформатора Тр.
Для ступенчатой регулировки мощности в анодную цепь магнетрона
включены резисторы 9—14, коммутируемые переключателем В5 «Мощ-
ность». Режим работы генератора в заводских условиях, а также при
смене магнетрона регулируется с помощью переменного резистора 15.
Движок регулятора мощности В5 соединен с шасси через проволоч-
ный резистор 8. Этот резистор является шунтом для миллиампермет-
ра ИП, соединяемого с ним через контакты тумблера В4 «Контроль».
При установке тумблера в положение «Мощность» миллиамперметр из-
меряет анодный ток магнетрона и используется как измеритель выход-
ной мощности аппарата. Шкала прибора градуирована в ваттах.
Сетевая обмотка силового трансформатора имеет отводы для сту-
пенчатой компенсации отклонений напряжения сети от номинала с по-
мощью переключателя ВЗ «Сеть».
Для контроля напряжения питания аппарата используется милли-
амперметр ИП. При установке тумблера В4 в положение «Сеть» прибор
через диод Д1, гасящий резистор 2 и переменный резистор 5, подклю-
чается к сетевой обмотке. На шкале прибора имеется красный сектор,
соответствующий номинальному напряжению питания.
Для управления высоковольтной цепью питания магнетрона исполь-
зуется электромагнитное реле Р1, к нормально разомкнутым контак-
там 2Р1 которого подключены отрицательный полюс выпрямителя и
катод магнетрона. Обмотка реле питается от сетевой обмотки трансфор-
матора через контакты 1—3 кнопки В1, механически связанной с регу-
лятором мощности В5, и контакты 1—2 микровыключателя В2 проце-
дурных часов Р2.
Работа аппарата происходит следующим образом. При переводе
ручки переключателя ВЗ из нулевого в 1-е положение напряжение сети
подается на сетевую обмотку трансформатора. При этом включается
вентилятор, и подается напряжение питания накала магнетрона. Даль-
нейшим вращением ручки переключателя устанавливается нормальное
напряжение питания аппарата. Это проверяется по прибору, подключае-
мому к сетевой обмотке тумблером В4. Затем поворотом ручки проце-
дурных часов устанавливается необходимая длительность процедуры.
При этом замыкаются контакты 1—2 микровыключателя В2 и контакты
процедурных часов в цепи зуммера ЗМ. Контакты же 3—4 микровыклю-
чателя В2 размыкаются, и цепь питания зуммера оказывается обесто-
ченной.
При переводе ручки регулятора мощности В5 из нулевого в 1-е по-
ложение срабатывает кнопка В1, замыкая цепь питания реле Р1. Реле
срабатывает, и высокое напряжение подается на магнетрон. Одновре-
менно загорается сигнальная лампа Л1. Затем ручка регулятора мощ-
ности переводится в последующие положения с тем, чтобы по показа-
ниям измерителя выходной мощности (миллиамперметра ИП) устано-
вить необходимую мощность генератора.
По истечении времени, заданного для проведения процедуры, сраба-
тывает микровыключатель В2, контакты 1—2 размыкаются, обесточивая
цепь питания обмотки реле Р1, и анодная цепь магнетрона разрывается.
239
Одновременно замыкаются контакты 3—4, и включается зуммер, подаю-
щий звуковой сигнал об окончании процедуры. Через несколько десятков
секунд размыкаются контакты процедурных часов Р2, выключая зуммер.
Ручка переключателя мощности ставится в нулевое положение, аппа-
рат готов к проведению новой процедуры.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. Ill—ч71) смонтирован
в прямоугольном металлическом корпусе, снабженном ручкой для пере-
носки.
Рис. III — 71. Общий вид аппарата «Луч-2». Объяснение в тексте.
питающая волновод, исп
малогабаритного высоко'
Внутриполостные из;
керамика выступает из
Рис. III-7:
На передней !стенке, служащей панелью управления, расположены:
вверху измерительный прибор 1, ручка 2 процедурных часов; внизу руч-
ка 3 переключателя «Сеть», сигнальная лампа 4, тумблер 5 переклю-
чения прибора «Контроль», ручка 6 переключателя «Мощность», сиг-
нальная лампа 7.
На правой боковой стенке аппарата имеется отверстие 8 для доступа
К розетке высокочастотного разъема. На задней стенке имеется отвер-
стие для вывода сетевого шнура и доступа к предохранителям.
На рис. III—72 показан аппарат со снятой задней стенкой. Детали
аппарата расположены на шасси, жестко связанным с панелью управ-
ления. Вентилятор 1 и магнетронный генератор, состоящий из постоян-
ного магнита 2 и магнетрона 3, смонтированы отдельным съемным бло-
ком в левой нижней части шасси. В центре установлена панель с пре-
дохранителями 4. Справа внизу размещен силовой трансформатор 5.
Реле и выпрямительные столбы 6 расположены в правой верхней части
шасси. С помощью высокочастотного разъема и гибкого коаксиального
кабеля вывод энергии магнетрона соединяется с розеткой 7 высокоча-
стотного разъема на боковой стенке аппарата.
На рис. III—73 показан комплект излучателей, прилагаемых к аппарату. Излуча-
тели 1, 2, 3 представляют собой круглый волновод диаметром соответственно 1,5; 2,0
и 3,5 см, заполненный высокочастотной керамикой и возбуждаемый штырем, входящим
в керамику перпендикулярно ее оси. На выступающую от открытого конца волновода
керамику надевается тонкий колпачок 4 из высокочастотного диэлектрика. Колпачок
может быть подвергнут влажной санитарной обработке. Жесткая коаксиальная линия,
Рис. III-73. 1
надевается съемный колг
ня коническая. Диаметр
у колпачка ректального —
Вагинальный и рект
создаваемого ими поля,
начальной части керамич
Ректальный излучатель сс
240
16 № 1471
питающая волновод, используется как ручка излучателя. Ручка оканчивается розеткой
малогабаритного высокочастотного разъема для присоединения коаксиального кабеля.
Внутриполостные излучатели (вагинальный 5 и ректальный 6) отличаются тем, что
керамика выступает из волновода, образуя диэлектрический стержень. На стержень
Рис. III — 72. Шасси аппарата «Луч-2». Объяснение в тексте.
Рис. III—73. Излучатели аппарата «Луч-2». Объяснение в тексте.
надевается съемный колпачок 7, допускающий стерилизацию кипячением. Форма стерж-
ня коническая. Диаметр основания конуса у колпачка вагинального излучателя — 2 см,
у колпачка ректального — 1,5 см. Длина стержня ,13,5 см.
Вагинальный и ректальный излучатели, кроме диаметра, различаются по форме
создаваемого ими поля. Вагинальный излучатель имеет металлизированное покрытие
начальной части керамического стержня и создает поле, сосредоточенное на его конце.
Ректальный излучатель создает поле по всей длине стержня.
16 № 1471 94т
, Помимо керамических излучателей, к аппарату придается излучатель 8 диаметром1
11,5 см без керамического заполнения. Он применяется для облучения сравнительно
больших участков тела, также по контактной методике. Излучатель можно держать
за ручку, либо он может быть укреплен на теле при помощи резинового ремня, прохо-
дящего через ушки на корпусе излучателя.
: Управление аппаратом при проведении процедуры. В соот-
ветствии с размером и расположением области, подлежащей облучению,
выбирают излучатель и подсоединяют его к высокочастотному кабелю,
другой конец которого присоединяется к розетке на правой боковой
стенке аппарата. Проверив, что ручки регулятора мощности «Мощность»
и компенсатора напряжения сети «Сеть» находятся в нулевом положе-
нии, включают вилку сетевого шнура в штепсельную розетку. Ручкой
«Сеть» включают аппарат и устанавливают ее в положение, соответ-
ствующее номинальному напряжению питания аппарата. Контроль осу-
ществляется по прибору при установке тумблера «Контроль» в поло-
жение «Сеть». Выждав 1 —1,5 мин (время, необходимое для разогрева
катода магнетрона), устанавливают ручку процедурных часов соответ-
ственно необходимой длительности процедуры; затем прикладывают
излучатель к облучаемому участку тела и устанавливают .ручкой «Мощ-
ность» необходимую выходную мощность. Дозировку производят по из-
мерителю мощности, однако решающее значение имеют при этом ощу-
щения больного. Во всех случаях не должно быть ощущения боли и
жжения.
Выходная мощность выключается автоматически по истечении уста-
новленного на процедурных часах времени.
Ручку регулятора мощности возвращают в нулевое положение, после
чего можно проводить новую процедуру. При перерывах в работе руч-
кой «Сеть» выключают сетевое напряжение. По окончании рабочего
дня вынимают вилку сетевого шнура из штепсельной розетки.
§ 3. Аппарат для СМВ-терапии передвижной
Передвижной аппарат для СМВ-терапии «Луч-58-1» разработан
ВНИИМП, модернизирован и выпускается Московским заводом ЭМА.
Основные технические данные аппарата: частота 2375 МГц-'2% (дли-
на волны около 12,6 см); максимальная выходная мощность 150 Вт;
питание от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В
+5%, —15%; потребляемая из сети мощность не более 650 ВА; по за-
щите от поражения электрическим током аппарат выполнен по классу I;
габаритные размеры (вместе с держателем излучателя) 520X620%
Х1680 мм; масса аппарата с комплектом не более 60 кг.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на рис.
III—74. Генератором электрических колебаний 12-сантиметрового диапа-
зона волн является магнетрон М-62 (Л1) с воздушным охлаждением,
который расположен между полюсами постоянного магнита, создающе-
го поле с магнитной индукцией порядка 180 мТ. Высокочастотный вы-
вод магнетрона гибким коаксиальным кабелем К соединяется с излуча-
телем Изл.
Магнетрон питается выпрямленным током от выпрямителя, собран-
ного по схеме удвоения на столбах Д2—Д5 и конденсаторах 5, 6. На-
пряжение питания анодной цепи магнетрона около 2100 В. Регулировка
мощности магнетрона производится переключением гасящих резисторов
9—14, включенных последовательно в цепи питания анода. Переключе-
ние резисторов осуществляется сдвоенным переключателем В4 (ручка
«Мощность»).
С увеличением выходной мощности увеличиваются анодный ток и
вызванный им разогрев катода магнетрона за счет обратной бомбарди-
242
ся излучатель 8 диаметром1 /
1Я облучения сравнительно
1злучатель можно держать
,и резинового ремня, прохо-
ди процедуры. В соот-
одлежащей облучению,
экочастотному кабелю,
ке на правой боковой
мощности «Мощность»
гея. в нулевом положе-
нную розетку. Ручкой
в положение, соответ-
шарата. Контроль осу-
>а «Контроль» в поло-
ходимое для разогрева
щурных часов соответ-
затем прикладывают
вливают .ручкой «Мощ-
овку производят по из-
: имеют при этом ощу-
ыть ощущения боли и
ски по истечении уста-
левое положение, после
ферывах в работе руч-
о окончании рабочего
>ной розетки.
едвижной
.<Луч-58-1» разработан
ховским заводом ЭМА.
1 2375 МГц+2% (дли-
,ная мощность 150 Вт;
’ц, напряжением 220 В
е более 650 ВА; по за-
гвыполнен по классу I;
злучателя) 520Х620Х
60 кг.
ата приведена на рис.
-сантиметрового диапа-
щушным охлаждением,
эго магнита, создающе-
Высокочастотный вы-
( соединяется с излуча-
г выпрямителя, собран-
юнденсаторах 5, 6. На-
до 2100 В. Регулировка
1ем гасящих резисторов-
шия анода. Переключе-
ключателем В4 (ручка
ваются анодный ток и
гет обратной бомбарди-
Рис. Ш — 74. Принципиальная электрическая схема аппарата «Луч-58-1».
16*
ровки электронами. Необходимое снижение напряжения накала произ-
водится в соответствии с графиком, приведенным на рис. III—69. Каж-
дому положению переключателя мощности В4 соответствует определен-
ное напряжение накала. Это обеспечивается с помощью второй платы
переключателя, на которой коммутируются отводы от проволочного ре-
зистора 15, подключенного параллельно накальной обмотке 11—12
трансформатора Тр2.
Резистор 15 выполнен в виде отрезка нихромового провода, растя-
нутого на зигзагообразно расположенных металлических стойках. От-
воды от резистора представляют собой передвигающиеся по проволоке
контакты с винтовыми зажимами. Положение крайних контактов, опре-
деляющих напряжение накала при выключенном высоком напряжении,
подбирается при настройке аппарата. Высоковольтный выпрямитель
питается от повышающей обмотки трансформатора Тр2 (выводы 5—10).
Отрицательный полюс выпрямителя через резисторы 9—14 соединя-
ется с выводом катода магнетрона. Положительный полюс выпрямителя
заземляется через нормально разомкнутые контакты исполнительного
реле Р1, регулировочный резистор 4 и резисторы 5—6. Миллиамперметр
ИП, используемый в качестве индикатора выходной мощности магне-
трона, подключен параллельно части переменного резистора 5, являю-
щегося регулируемым шунтом для прибора. Индикатором выходной
мощности прибор является при нажатой кнопке «Мощность» кнопочного
переключателя «Контроль».
Измерительный прибор используется также для индикации номи-
нального напряжения питания. Для этого он с помощью кнопки
«Сеть» может подключаться через диод Д1 и резисторы 2, 3 к обмотке
22—23 силового трансформатора Tpl. С помощью переменного резис-
тора 3 стрелка прибора при номинальном напряжении питания устанав-
ливается в процессе настройки аппарата на середину цветного сектора
шкалы.
Система автоматики, включающая в себя блок реле Р1—РЗ, проце-
дурные часы, Р4, зуммер Р5, микровыключатель В5 и сигнальные лам-
пы Л2—Л4, обеспечивает правильность включения и управления аппа-
ратом.
Биметаллическое реле РЗ создает выдержку времени после включе-
ния сетевого напряжения, необходимую для разогрева катода магнетро-
на. Напряжение на обмотку подогрева биметаллической пластины пода-
ется от выводов 18—19 сетевой обмотки силового трансформатора Tpl
через нормально замкнутые контакты промежуточного реле Р2. Проме-
жуточное реле Р2 имеет две нормально разомкнутые пары контактов и
пару на переброс, которые при работе реле подготавливают к включе-
нию обмотку исполнительного реле Р1, включают сигнальную лампу ЛЗ
(желтый глазок), блокируют контакты реле РЗ, обеспечивая тем самым
питание собственной обмотки, разрывают цепь подогрева биметалличе-
ского реле РЗ, подготавливая его к новому циклу работы.
Исполнительное реле Р1 также имеет три нормально разомкнутые
пары контактов, которые управляют цепью высокого напряжения, вклю-
чают сигнальную лампу Л4 (красный глазок) и блокируют контакты,
связанные с осью переключателя В4, через которые питается обмотка
самого реле.
Процедурные часы Р4 представляют собой часовой механизм с пру-
жинным заводом. Часы имеют нормально разомкнутые контакты в цепи
питания реле Р5, используемого в качестве зуммера, а также микропе-
реключатель В5, контактная группа которого включает либо цепь пита-
ния исполнительного реле Р1, либо цепь питания зуммера.
Питание аппарата осуществляется с помощью силового трансформа-
тора Tpl. Сетевая обмотка трансформатора секционирована (выводы
12—21) для компенсации отклонений сетевого напряжения от номиналь-
244
ной величины. Коммутация компенсационных витков производится с по-
мощью переключателя ВЗ (ручка «Компенсатор»).
К сетевой обмотке подключен электровентилятор М для принуди-
тельного воздушного охлаждения магнетрона.
Для подавления распространяющихся по сети радиопомех на входе
аппарата установлен емкостной фильтр: защитный блок С1, включаю-
щий в себя два проходных конденсатора и конденсатор, включенный па-
раллельно сетевым проводам. В сетевой цепи включен также автомати-
ческий выключатель В1 для защиты цепи от перегрузок.
Работа аппарата происходит следующим образом. При переводе руч-
ки «Компенсатор» (переключатель ВЗ) из положения «Выкл.» в поло-
жение «1» сетевое напряжение подается на первичную обмотку транс-
форматора Тр1. При этом включается вентилятор и подается напряже-
ние питания накала магнетрона и биметаллического реле РЗ. Дальней-
шим вращением ручки компенсатора (положения «2—10») устанавлива-
ется нормальное напряжение питания, контролируемое по прибору,
стрелка которого должна находиться в пределах красного сектора шка-
лы (нажата кнопка «Сеть»), О включении сетевого напряжения сигна-
лизирует лампа Л2 (зеленый глазок). Через 2—5 мин, необходимых для
разогрева катода магнетрона, биметаллическая пластина замыкает
цепь питания промежуточного реле Р2. Реле, срабатывая, обеспечивает
биметаллическое реле, включает лампу ЛЗ (желтый глазок), шунтирует
контакты биметаллического реле (реле Р2 «само себя держит»), подго-
тавливает к включению исполнительное реле Р1.
Загорание желтого глазка свидетельствует о том, что аппарат под-
готовлен к включению высокого напряжения. По шкале процедурных
часов устанавливается время процедуры. При этом замыкаются контак-
ты в цепи зуммера (реле Р5) и включаются контакты микропереключа-
теля В5 в цепи питания исполнительного реле Р1. Реле срабатывает,
замыкая контакты в цепи высоковольтного выпрямителя и сигнальной
лампы Л4. Замыкаются также контакты, шунтирующие контакты пере-
ключателя В4, через которые питается обмотка реле.
Теперь может быть включено высокое напряжение с помощью пере-
ключателя В4. При этом загорается сигнальная лампа Л4 (красный гла-
зок).
По окончании хода процедурных часов контакты их микровыключа-
теля В5 разрывают цепь питания реле Р1 и высокое напряжение с маг-
нетрона снимается. Одновременно гаснет сигнальная лампа Л4 и вклю-
чается зуммер Р5. Через 20—60 с контакты часов Р4 размыкаются,
разрывая цепь питания зуммера. Далее необходимо возвратить ручку
переключателя мощности в нулевое положение. В противном случае но-
вая процедура включением процедурных часов не может быть начата.
Ручка «Мощность» должна быть установлена в положение «Выкл.» и
при кратковременном перерыве в сетевом питании. В обоих случаях для
включения обесточенного исполнительного реле Р1 должны быть вклю-
чены контакты, связанные с осью переключателя В4. Описанная блоки-
ровка исключает опасность случайной подачи избыточной мощности на
пациента и обеспечивает нормальный разогрев катода магнетрона до
включения высокого напряжения.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. III—75) смонтирован в
металлическом каркасе, закрытом кожухом, который унифицирован с
кожухами аппаратов «Экран-1», «Волна-2». На левой боковой стенке
кожуха укреплен кронштейн с держателем 1 излучателя 2. На конце
держателя укрепляется коаксиальный кабель со штырем возбуждения,
питающим излучатель. Конструкция держателя обеспечивает возмож-
ность установки излучателя в необходимое положение относительно
тела больного. На левой стенке имеется также отверстие для подклю-
чения высокочастотного кабеля к выходу генератора.
245
Верхняя стенка кожуха служит панелью управления. На ней распо-
ложены: слева — прибор 3, переключатель «Контроль», зеленый глазок,
ручка 4 «Компенсатор»;, справа — ручка 5 процедурных часов «Мину-
ты», красный глазок, ручка 6 переключателя «Мощность»; в центре —
Желтый глазок.
На рис. III —76 показан аппарат со снятым кожухом. Внизу на осно-
вании каркаса расположены: . силовой трансформатор 1, повышающий
трансформатор 2, блок магне-
трона 3, вентилятор 4. На сред-
ней панели размещены блок
реле 5, панель 6 с гасящими
резисторами в анодной цепи
магнетрона.
Вверху на внутренней сто-
роне панели управления уста-
новлены: переключатель мощ-
ности 7, плата 8 со смонтиро-
ванным на ней проволочным
потенциометром в цепи нака-
ла, переключатель компенсато-
ра, прибор 9, процедурные ча-
сы 10 и патроны сигнальных
ламп. ;
На рис. III — 77. показан комп-
лект излучателей придаваемых к ап-
парату.
Излучатели волноводного типа,
1. 2, 3 — цилиндрические (диаметром
90, ПО и 140 мм), 4 — прямоуголь-
ный (300X90X90 мм). Каждый из-
лучатель — это отрезок волновода,
открытого с одной стороны и замк-
нутого с другой. Волновод возбужда-
ется с помощью штыря, представля-
ющего собой выступающий из конца
коаксиального кабеля его централь-
ный проводник. Кабель входит в от-
верстие 5 в стенке излучателя и фик-
сируется винтовым зажимом. Выход-
ное отверстие волновода закрыто
крышкой 6 из высокочастотного ди-
электрика.
Рис. III—75. Общий вид аппарата' «Луч-58-1».
Объяснение.в тексте; Управление аппара-
том при проведении процеду-
ры. В соответствии с. конфигурацией и расположением области, подле-
жащей воздействию, выбирают тот или иной излучатель и укрепляют на
конце коаксиального кабеля. Больному придают удобное положение и
излучатель устанавливают на расстоянии нескольких сантиметров над
поверхностью тела. Металлические предметы (часы, запонки, серьги и
Др.), которые могут оказаться под непосредственным воздействием эле-
ктромагнитного поля пациент должен снять. Затем, проверив, что ручки
«Мощность», «Компенсатор» и «Минуты» находятся в нулевом поло-
жении, а кнопка «Сеть» нажата, включают вилку в сетевую розетку с
заземляющими контактами. Ручку «Компенсатор» переводят в положе-
ние, соответствующее установке стрелки прибора на красном секторе
(при включении сети загорается зеленый глазок).
Через 2—5 мин загорится желтый глазок, что означает, что аппарат
готов к включению высокого напряжения. Устанавливают ручку проце-
дурных часов соответственно необходимой длительности процедуры
(предварительно ручка часов должна быть повернута по часовой стоел-
246
ке до упора). Затем ручку регулятора мощности переводят в 1-е и сле-
дующие положения (при этом зажигается красный глазок), устанавли-
вая необходимую выходную мощность, сообразуясь при этом с ощуще-
ниями больного и показаниями индикаторного прибора.
Рис. III — 76. Аппарат «Луч-58-1» со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
Выключение высокого напряжения происходит автоматически, ког-
да стрелка процедурных часов возвратится в нулевое положение. При
этом раздается сигнал зуммера, и гаснет красный глазок. Ручку «Мощ-
ность» следует возвратить в нулевое положение и можно переходить к
подготовке процедуры для следующего больного.
По окончании всех процедур ручку «Компенсатор» следует также
возвратить в нулевое положение и вынуть вилку из сетевой розетки.
217
Аппарат «Луч-58-1» предназначен для эксплуатации в отдельных
закрытых помещениях. Аппарат может быть установлен также и в об-
щем физиотерапевтическом кабинете, но при этом необходимо отделить
его экраном, защищающим обслуживающий персонал и больных, при-
нимающих другие процедуры, от воздействия рассеянным полем мик-
роволн.
Для защиты глаз больного при облучении головы используются за-
щитные очки ОРЗ-5 (описание кабины из экранирующей ткани и за-
щитных очков приведено в разделе 3 главы VI).
Подключив к вывод:
мерений 0—10 В и внут
ручку «Мощность» в пс
того чтобы установить
ветствующее установле
на проволоке резисто,
ность», контакт провод
со знаком плюс (-)-) (
стрелки со знаком мин
Замену магнетрона
водить только квалиф!
му с правилами технш
установках. Подключеь
крепление контактов р
жение следует произво
ющей сети.
Для защиты настройщи
бель аппарата нагружают и
производиться при ПОДКЛЮ’
или окно. При этом обязател
Все регулировки режим
питания, т. е. установке ст]
Рис. III — 77. Излучатели аппарата «Луч-58-1». Объяснение в тексте.
Регулировка аппарата после замены магнетрона.
При эксплуатации аппарата не требуются какая-либо настройка и регу-
лировка элементов схемы. После смены вышедшего из строя магнетро-
на следует произвести регулировку его режима согласно прилагаемого
паспорта. Для этого к гнездам 1а подключают миллиамперметр магни-
тоэлектрической системы с верхним пределом измерения 200 мА, а к
гнездам Ua — киловольтметр с пределом измерения 3 кВ. Включив ап-
парат в режиме максимальной мощности, следует установить величину
анодного тока магнетрона, указанную в его паспорте (для мощности
150 Вт). Регулировка тока производится с помощью переключения от-
водов 8—10 на высоковольтной обмотке повышающего трансформатора
(грубо) и изменением величины переменного резистора в цепи анода
(плавно). Переменный резистор установлен на панели контрольных из-
мерений.
После установки указанной в паспорте величины анодного тока вы-
ходная мощность магнетрона составляет 150 Вт. Соответственно дол-
жен быть отградуирован индикаторный прибор аппарата. Градуировку
осуществляют регулировкой шунтирующего прибор резистора на при-
винченной к средней панели вертикальной изоляционной плате.
Затем в соответствии с графиком (см. рис. III—69) должно быть ус-
тановлено напряжение накала магнетрона.
Для того чтобы проволочный потенциометр в цепи накала при регу-
лировке не находился под высоким напряжением, от повышающей, об-
мотки трансформатора Тр2 отключают два провода, идущие к высоко-
вольтному выпрямителю.
248
Подключив к выводам накала магнетрона вольтметр с пределами из-
мерений 0—-10 В и внутренним сопротивлением не менее 50 Ом, переведя
ручку «Мощность» в положение «7», измеряют напряжение накала. Для
того чтобы установить найденное по графику напряжение накала, соот-
ветствующее установленной ранее величине анодного тока, передвигают
на проволоке резистора, смонтированного на переключателе «Мощ-
ность», контакт проводника в направлении нанесенной на плате стрелки
со знаком плюс (+) (для увеличения напряжения) или в направлении
стрелки со знаком минус (—) (для уменьшения напряжения).
Замену магнетрона и регулировку его режима разрешается произ-
водить только квалифицированному техническому персоналу, знакомо-
му с правилами техники безопасности при работах на высоковольтных
установках. Подключение измерительных приборов, освобождение и за-
крепление контактов регулировочных резисторов, а также их передви-
жение следует производить, отключив предварительно аппарат от пита-
ющей сети.
Для защиты настройщика от действия электромагнитных полей коаксиальный ка-
бель аппарата нагружают на эквивалент антенны. При его отсутствии настройка может
производиться при подключенном излучателе, который следует направить в потолок
или окно. При этом обязательно пользование защитными очками.
Все регулировки режима магнетрона производят при номинальном напряжении
питания, т. е. установке стрелки прибора в середине красного сектора на его шкале.
ГЛАВА IV
УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ
АППАРАТУРА
Раздел 1
ФИЗИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ
И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕДУР
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕРАПИИ
В тканях организма так же, как и в любом твердом, жидком или га-
зообразном веществе, могут возникать механические (упругие) колеба-
ния и волны. Механические колебания и волны при частоте ниже 16 Гц
называют инфразвуковыми. Лечебное применение подобных колебаний
можно видеть на примере вибрационного массажа. Механические коле-
бания и волны в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц называются зву-
ковыми и воспринимаются ухом. Механические колебания и волны с
частотой выше 20 кГц называются ультразвуковыми (или просто уль-
тразвуком) и ухом не воспринимаются. Верхний предел спектра уль-
тразвуковых колебаний не установлен. В настоящее время получа-
ют ультразвуковые колебания с частотой в несколько сот миллионов
герц.
В звуковых и ультразвуковых волнах колебания частиц происходят
в том же направлении, что и распространение волны. Такие волны, на-
зываемые продольными, представляют собой чередующиеся участки
сгущения и разрежения вещества, перемещающиеся в направлении рас-
пространения волны. В твердых веществах могут образовываться, кро-
ме продольных, также и поперечные звуковые или ультразвуковые
волны.
Расстояние между двумя ближайшими точками волны, колеблющи-
мися в одной фазе (например, между центрами двух соседних участков
сгущения или разрежения), называется длиной волны. Между частотой
ультразвуковых колебаний f и длиной волны X существует зависимость
А=-у-, где с — скорость распространения волны в данной среде. Ско-
рость распространения зависит от упругих свойств и плотности среды;
в жидкостях она выше, чем в газах, а в твердых телах выше, чем в
жидкостях.
В воздухе ультразвуковые волны распространяются со скоростью
около 330 м/с. Скорость распространения ультразвука в различных мяг-
ких тканях организма находится в пределах 1445—1600 м/с, не от-
личаясь более, чем на 10% от скорости распространения в воде (около
1500 м/с).
В костной ткани скорость распространения выше — около 3370 м/с.
Таким образом, при наиболее часто используемой в ультразвуковой те-
рапии частоте 880 кГц длина волны в воде и мягких тканях тела имеет
величину порядка 1,6—1,8 мм.
Для создания и поддержания ультразвуковой волны требуется по-
стоянная передача в среду энергии источника колебаний. Эта энергия в
процессе колебания частиц среды около положения равновесия переда-
ется от одной частицы другой так, что в ультразвуковой волне проис-
ходит передача энергии без переноса самого вещества.
Количество энергии, переносимое за 1 с через площадку 1 см2, пер-
пендикулярную направлению распространения волны, называется ин-
250
тенсивностью ультраз
1 с есть мощность, то
дящейся на 1 см2.
Происходящие в j
стиц вещества харак
чрезвычайно больш!
880 кГц. частицы тка1
тенсивностью 2 Вт/см
ультразвуковой терап
Максимальное ускорк
ет величину ускорен»
На колеблющиеся
чины переменного (а
певтическом примене
амплитуда переменно
Огромные ускоре!
лицами среды при у,
тельной степени дейс
ни организма.
При распростран
энергии на нагрев чг
ется при этом по экс
процесса используют
никновения равна ра<
ультразвуковой волн
ральных логарифмов
колебаний, соответст
стоте 880 кГц глубин
ные ткани составляе
кости — около 0,3 см
следовательно, незна!
нии энергии в мышщ
ского применения уль
Вместе с тем, рас
тканей тела имеет хг
сивном нагреве кости
действия электромаю
нии процедур ультраз
Источником ультр
дящееся в колебател
получения ультразву!
используется явление
под действием перем<
на расположенного п
ла. Это периодическс
лебательное движени
которой образуется j
пни применяется ул.1
800—3000 кГц, котор
ного пьезоэлектричес
фект состоит в том,
титанат бария и др.
некоторое взаимное <
основную структуру I
размеров кристаллов.
Если к торцевым
ным образом из криг
переменное электрич(
тенсивностью ультразвуковых колебаний. Поскольку величина энергии за
1 с есть мощность, то интенсивность равна мощности колебаний, прихо-
дящейся на 1 см2.
Происходящие в ультразвуковой волне колебательные движения ча-
стиц вещества характеризуются очень малой амплитудой смещения и
чрезвычайно большими ускорениями. Так, например, при частоте
880 кГц частицы тканей тела, в которых распространяется волна с ин-
тенсивностью 2 Вт/см2 (максимальная интенсивность, используемая при
ультразвуковой терапии), колеблются с амплитудой порядка 3,5- 10~е см.
Максимальное ускорение достигает при этом 90- 106 см/с2, что превыша-
ет величину ускорения свободного падения тел почти в 100 тыс. раз.
На колеблющиеся частицы вещества действуют значительные вели-
чины переменного (акустического) давления. Так, например, при тера-
певтическом применении ультразвука с вышеуказанными параметрами
амплитуда переменного давления достигает 2,7 атм.
Огромные ускорения и значительные давления, испытываемые час-
тицами среды при ультразвуковых колебаниях, определяют в значи-
тельной степени действие ультразвука (в том числе и лечебное) на тка-
ни организма.
При распространении ультразвуковой волны происходят потери
энергии на нагрев частиц среды. Интенсивность ультразвука уменьша-
ется при этом по экспоненциальному закону. Для характеристики этого
процесса используют понятие «глубина проникновения». Глубина про-
никновения равна расстоянию до поверхности, на которой интенсивность
ультразвуковой волны уменьшилась в е раз (е «2,7— основание нату-
ральных логарифмов). Поглощение энергии увеличивается с частотой
колебаний, соответственно уменьшается глубина проникновения. На ча-
стоте 880 кГц глубина проникновения ультразвуковой энергии в мышеч-
ные ткани составляет около 5 см, в жировые ткани — около 10 см, в
кости — около 0,3 см. Малые потери энергии в слоях жировой ткани и,
следовательно, незначительный их нагрев при достаточном проникнове-
нии энергии в мышцы обеспечивают хорошие условия для терапевтиче-
ского применения ультразвука.
Вместе с тем, распределение ультразвуковой энергии между слоями
тканей тела имеет характерную особенность, заключающуюся в интен-
сивном нагреве костных тканей. Это отличает действие ультразвука от
действия электромагнитной волны и должно учитываться при проведе-
нии процедур ультразвуковой терапии.
Источником ультразвуковых волн является какое-либо тело, нахо-
дящееся в колебательном движении с соответствующей частотой. Для
получения ультразвука частотой в несколько десятков килогерц обычно
используется явление магнитострикции, которое заключается в том, что
под действием переменного магнитного поля несколько изменяется дли-
на расположенного вдоль поля стержня-из ферромагнитного материа-
ла. Это периодическое удлинение и укорочение стержня приводит в ко-
лебательное движение прилежащие к концам стержня частицы среды, в
которой образуется ультразвуковая волна. В медицине для целей тера-
пии применяется ультразвук относительно высокой, частоты порядка
800—3000 кГц, который получается с помощью так называемого обрат-
ного пьезоэлектрического эффекта. Обратный пьезоэлектрический эф-
фект состоит в том, что. во многих кристаллах (кварц, сегнетова соль,
титанат бария и др.) под действием электрического поля происходит
некоторое взаимное смещение полярных групп атомов, составляющих
основную структуру вещества, что вызывает соответствующее изменение
размеров кристаллов.
Если к торцевым поверхностям пластинки, вырезанной определен-
ным образом из кристалла кварца,- с помощью электродов приложить
переменное электрическое напряжение,, то толщина пластинки будет по-
251
очередно уменьшаться и увеличиваться с частотой приложенного на-
пряжения.
При уменьшении толщины пластинки в прилегающих слоях окружа-
ющей среды образуется разрежение, а при увеличении — сгущение час-
тиц среды.
Таким образом, в результате периодического изменения толщины
пластинки, называемой пьезоэлектрическим преобразователем, в среде
возникает ультразвуковая волна, распространяющаяся в направлении,
перпендикулярном поверхности пластинки (рис. IV—1).
Рис. IV — >1. Схема образования ультра-
звуковой волны.
Рис. IV — 2. Схема головки аппарата
для ультразвуковой терапии. Объясне-
ние в тексте.
Ультразвуковые волны подчиняются тем же законам, что и звуковые
волны. В связи с более высокой частотой и соответственно меньшей
длиной волны ультразвуковые волны легче фокусируются, они сильнее
поглощаются средой, чем звуковые.
Аппарат для лечения ультразвуком состоит из генератора электри-
ческих колебаний, к колебательному контуру которого подключен пьезо-
электрический преобразователь. Преобразователь выносится в отдель-
ную головку (излучатель), соединенную кабелем с аппаратом.
Головка, схематически показанная в разрезе на рис. IV—2, состоит
из цилиндрического металлического корпуса 4, на основании 1 которого
расположен пьезоэлектрический преобразователь — пластина 6. Пласти-
на удерживается с помощью держателя 3 и пружины 7. Под держате-
лем всегда имеется тонкая прослойка воздуха, поэтому в сторону ручки-
ультразвук не излучается (см. с. 253). Амплитуда колебаний пластины,
а следовательно, интенсивность ультразвуковой волны, распространяю-
щейся от передней поверхности преобразователя, будут максимальны-
при совпадении собственной резонансной частоты пластинки с частотой
генератора. Это условие выполняется, если толщина пластинки равна
нечетному числу полуволн (при частоте 880 кГц толщина кварцевой
пластинки, равная одной полуволне, составляет около 3,26 мм).
Основание 1 крепится к корпусу головки с помощью накидной гайки
5. Для того чтобы ультразвуковая волна проходила через основание
252
(резонатор) без ослабления, толщина его должна составлять целое чис-
ло полуволн (обычно, одну или две).
Корпус головки укреплен в ручке 2, с помощью которой ее держат во
время процедуры. Внутри ручки проходит питающий провод от генера-
тора. Провод через втулку 8 соединен с держателем 3, который имеет
электрический контакт с преобразователем. Вторым электродом служит
корпус головки, к которому присоединяется экранирующая оплетка пи-
тающего кабеля.
Рис. IV — 3. Проведение процедуры ультразвуковой терапии.
В последние годы в ультразвуковых терапевтических аппаратах ши-
рокое применение получили пьезопреобразователи из керамики титана-
та бария. Керамика титаната бария представляет собой спеченные при
высокой температуре мелкие кристаллы, т. е. имеет поликристалличе-
скую структуру. Преимуществом ее по сравнению с кварцем является
дешевизна и меньшая величина напряжения, необходимая для возбуж-
дения ультразвуковых колебаний (напряжение на кварцевой пластинке
при частоте 880 кГц и интенсивности 2 Вт/см2 превышает 1500 В, на-
пряжение же на пластинке из керамики титаната бария при той же
интенсивности не более 100 В). Это позволяет упростить конструкцию и
схему аппарата, в частности, применить для питания головки гибкий
низковольтный кабель.
Воздействие ультразвуком на ткани организма осуществляется
обычно непосредственно путем приложения торцовой поверхности го-
ловки к области, подлежащей воздействию (рис. IV — 3). Такой способ
применяется при воздействии на относительно плоские поверхности мяг-
ких тканей тела и может быть как неподвижным (стабильным), так и
подвижным (лабильным), при котором ультразвуковую головку плав-
но, массирующим движением перемещают по всей поверхности области
воздействия.
При проведении процедур ультразвуковой терапии особенно большое
внимание должно уделяться обеспечению хорошего акустического кон-
такта между головкой и телом больного. Из-за значительного различия
плотностей воздуха и твердых тел, а также разницы в скоростях рас-
пространения ультразвука в этих средах на границе твердого тела с
253
Рис. IV — 4. Воздействие ультра-
звуком в ванне с водой.
воздухом происходит практически полное отражение ультразвуковой
волны. Поэтому между головкой и телом больного не должно быть воз-
душных прослоек. Для этого поверхность облучаемого участка тела по-
крывают слоем промежуточной среды, обычно вазелинового масла, за-
полняющего все возможные воздушные промежутки между головкой и
телом.
На поверхности тела сложной формы, например, стопу, воздействие
ультразвуком производится через воду в ванне (рис. IV—4). В ванну
с теплой водой помещают конечность и
излучатель. Излучатель или располагает-
ся неподвижно на небольшом расстоянии
от поверхности тела, или его медленно и
плавно перемещают над областью воз-
действия. Если нужно осуществить воз-
действие снизу, то на дне ванны устанав-
ливают плоский металлический отража-
тель, направляющий волну излучателя на
облучаемую поверхность.
Действие ультразвуковых колебаний
на ткани организма имеет сложный ме-
ханизм, в котором можно различить три
основных составляющих: механическую,
тепловую и химическую.
Механическое действие ультразвука,
обусловленное колебаниями частиц тка-
ни, представляет своеобразный «микро-
массаж» тканей. Происходящие при этом
изменения взаимного пространственного
расположения клеточных структур при-
водят к их перестройке, к сдвигам в их
функциональном состоянии. Тепловое
действие, связанное с поглощением энер-
гии ультразвуковой волны, вследствие
взаимного трения частиц приводит к преимущественному нагреву мы-
шечных и особенно костных тканей.
Химическое действие ультразвука является следствием указанных
механических и тепловых эффектов. Основными биохимическими сдви-
гами, вызываемыми ультразвуком, являются изменения интенсивности
окислительных процессов, усиление процессов диффузии и др.
Дозиметрия при ультразвуковой терапии заключается в установке
заданной величины интенсивности ультразвука и длительности воздейст-
вия. Интенсивность в Вт/см2 указывается, как правило, на шкале регу-
лятора выходной мощности аппарата; обычные величины применяемых
интенсивностей при подвижной методике составляют 0,5—1,5 Вт/см2,
при неподвижной методике 0,05—0,3 Вт/см2.
Помимо непрерывного действия, в ультразвуковой терапии широко
используется также и импульсный (прерывистый) режим воздействия.
При этом длительность импульса регулируется в пределах 4—10 мс,
при частоте следования 50 Гц. Средняя интенсивность колебаний в этом
случае меньше указанной на шкале во столько раз, во сколько длитель-
ность импульсов меньше периода их следования.
В эксплуатации должен производиться периодический контроль ка-
либровки шкалы регулятора интенсивности. Для этого с помощью спе-
циального прибора измеряется выходная ультразвуковая мощность ап-
парата. По известным значениям мощности и рабочей площади излуча-
теля может быть определена интенсивность ультразвуковых колебаний.
Измерения мощности основаны на том, что распространяющаяся
ультразвуковая волна оказывает постоянное давление на поверхность.
254
тела, препятствующего ее распространению. Величина этого давления
при полном отражении от препятствия прямо пропорциональна интен-
сивности и обратно пропорциональна скорости распространения ультра-
звука. Несмотря на то что оказываемое волной давление очень невели-
ко (при максимальных терапевтических интенсивностях в воде или тка-
нях тела — десятитысячные доли атмосферы), его можно измерить чув-
ствительными приборами (см. § 2 раздела 2), которые градуируются в
величинах излучаемой источником ультразвука мощности.
Раздел 2
АППАРАТЫ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕРАПИИ
§ 1. Аппараты для ультразвуковой терапии переносные
Аппарат для ультразвуковой терапии, переносный «Ультразвук-Т5»
разработан ВНИИМП и выпускается Московским заводом ЭМА.
Основные технические данные аппарата: частота ультразвуковых ко-
лебаний 880 кГц +1 %; максимальная мощность ультразвука при работе
с излучателем с эффективной площадью 4 см2 — 8 Вт, при работе с из-
лучателями с эффективной площадью 1 см2 — 2 Вт, при работе с излу-
чателем с эффективной площадью 0,5 см2— 1 Вт; аппарат работает как
в непрерывном, так и в импульсном режимах при длительности импуль-
сов 10 и 4 мс и частоте повторения импульсов 50 Гц; питание от сети
переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В с отклонениями
от +5% до —Ю%; мощность, потребляемая из сети, не более 130 ВА;
по защите от поражения электрическим током аппарат выполнен по
классу I; габаритные размеры 335X325X160 мм; масса не более 8 кг.
Электрическая часть аппарата (см. принципиальную электрическую
схему на рис. IV—5) включает в себя собственно генератор высокой
частоты, модулятор, стабилизатор выходного напряжения, стабилизатор
накала, блок питания.
Высокочастотный генератор собран по схеме Шембеля на пентоде
ГУ-50 (Л2). К экранирующей и управляющей сеткам, а также к катоду
лампы подключена по схеме индуктивной трехточки колебательная си-
стема, состоящая из катушки индуктивности 2 и конденсаторов 22—25.
Эта часть схемы образует генератор с самовозбуждением. Анодная цепь
лампы с контуром из катушки индуктивности 1 и конденсаторов 12—15
используется для усиления высокочастотных колебаний. Связь между
задающим генератором и усилителем осуществляется через электронный
поток генераторной лампы. Применение схемы Шембеля позволило
уменьшить влияние изменений нагрузки на стабильность частоты без
увеличения числа каскадов генератора.
Автоматическое смещение на управляющей сетке лампы создается
с помощью резистора 19, включенного последовательно с разделитель-
ным дросселем Др4 и конденсатора 20. Резистор 11 — антипаразитный.
Анодная цепь генератора питается по параллельной схеме. Блокировоч-
ные элементы — конденсатор 9, дроссель ДрЗ; конденсатор И — разде-
лительный.
Нагрузкой генератора является пьезоэлектрический преобразователь
Пэ излучателя, который в зависимости от конструкции подключается
с помощью разъема к части витков катушки индуктивности 1. Торцовые
излучатели с площадью 4 и 1 см2 подключаются к выводам 1, 4 разъема.
Ларингологические излучатели с площадью 1 и 0,5 см2 подключаются
к гнездам 2, 4. При этом через гнездо 3 параллельно пьезопреобразо-
вателю подключается подбираемый при регулировке конденсатор 16.
Гнезда «Контроль» служат для измерения при настройке высокочастот-
ного напряжения на пьезопреобразователе.
255
Для обеспечения
колебаний напряжен!
и индуктивностей дет
раторной лампы и д
бокой отрицательной
ратной связи снимае:
ного контура, выпряг
ся цепочкой из кондк
почке подключен &ej
27—36. Резисторы 2‘,
В4 для изменения ве
ниже). Выпрямление»'
из резисторов 27—ЗА
стоянного тока, собр
из выпрямленного нг
напряжение отрицате
с помощью потенцио»
Отрицательное см
стабилитронах Д6, Z
однополупериодного 1
ное напряжение для
мого через гасящие р
ме удвоения на выпрт
Для того чтобы л
относительно ее кат,
Д12 — Д15, питаемых
Усиленное напряж
зи и постоянным отр
с нагрузочного резист
рующей лампы (прав!
Регулирующая ла
экранирующей сетки а
ки снимается с кондет
выпрямительном стол
кой-либо из перечисле
туре высокочастотной
обратной связи, котор
зультате изменяется с
лампы Л1, что в свои
экранирующей сетке ..
чении выходной мощт
связи, напряжение на
чего уменьшается и г.
лампы. Это приводит
т. е. к восстановлению i
Величина напряжет
теля, может, как уже j
чателя В4. При этом з
звуковых колебаний. К
{в ваттах на квадрата
около клавишей перео
Для стабилизации
ных ламп в аппарате т
вой схеме на транзистч
Принцип действия такк
основан на ключевом р
но с нагрузкой — подог
зистор остается открыт
17 № 1471
Для обеспечения независимости выходной мощности генератора от
колебаний напряжения питающей сети, от изменений величины емкостей
и индуктивностей деталей контуров, от изменения режима работы гене-
раторной лампы и других причин в генераторе применена схема глу-
бокой отрицательной обратной связи. Высокочастотное напряжение об-
ратной связи снимается с части витков катушки индуктивности 1 анод-
ного контура, выпрямляется с помощью диодов Д18— Д21 и фильтрует-
ся цепочкой из конденсатора 26 и резистора 38. Параллельно этой це-
почке подключен делитель из резистора 37 и одного из резисторов
27—36. Резисторы 27—36 коммутируются кнопочным переключателем
В4 для изменения величины мощности ультразвуковых колебаний (см.
ниже). Выпрямленное напряжение обратной связи, снимаемое с одного
из резисторов 27—36, подается на управляющую сетку усилителя по-
стоянного тока, собранного на правой половине лампы Л4. При этом
из выпрямленного напряжения обратной связи вычитается постоянное
напряжение отрицательного смещения, величина которого подбирается
с помощью потенциометра 14.
Отрицательное смещение образуется за счет падения напряжения на
стабилитронах Д6, Д7. Стабилитроны питаются через резистор 13 от
однополуп ер иодного выпрямителя на диоде ДЗ и конденсаторе 6. Анод-
ное напряжение для усилителя снимается со стабилитрона ЛЗ, питае-
мого через гасящие резисторы 2—5 от выпрямителя, собранного по схе-
ме удвоения на выпрямительном столбе Д1 и конденсаторах 4, 5.
Для того чтобы повысить потенциал на аноде усилительной лампы
относительно ее катода, в катод включена цепочка стабилитронов
Д12 — Д15, питаемых от источника отрицательного напряжения.
Усиленное напряжение (разница между напряжением обратной свя-
зи и постоянным отрицательным напряжением смещения) снимается
с нагрузочного резистора 9 и подается на управляющую сетку регули-
рующей лампы (правый триод лампы Л1).
Регулирующая лампа включена последовательно в цепь питания
экранирующей сетки генераторной лампы Л2. Напряжение питания сет-
ки снимается с конденсатора 5 (половина напряжения выпрямителя на
выпрямительном столбе Д1 и конденсаторах 4, 5). Изменение по ка-
кой-либо из перечисленных выше причин напряжения на выходном кон-
туре высокочастотного генератора приводит к изменению напряжения
обратной связи, которое усиливается правым триодом лампы Л4. В ре-
зультате изменяется сопротивление постоянному току правой половины
лампы Л1, что в свою очередь приводит к изменению напряжения на
экранирующей сетке лампы Л2. Так, например, при случайном увели-
чении выходной мощности, а следовательно, и напряжения обратной
связи, напряжение на сетке регулирующей лампы уменьшается, за счет
чего уменьшается и потенциал на экранирующей сетке генераторной
•лампы. Это приводит к уменьшению выходной мощности генератора,
т. е. к восстановлению ее первоначального уровня.
Величина напряжения обратной связи, подаваемого на сетку усили-
теля, может, как уже указывалось, регулироваться с помощью переклю-
чателя В4. При этом задается определенный уровень мощности ультра-
звуковых колебаний. Соответствующая этой мощности интенсивность
(в ваттах на квадратные сантиметры) указана на панели управления
около клавишей переключателя.
Для стабилизации напряжения накала генераторной и модулятор-
ных ламп в аппарате используется стабилизатор, собранный по ключе-
вой схеме на транзисторе Т, диодах Д8, Д9, ДЮ и стабилитроне ДИ.
Принцип действия такого стабилизатора (см. блок-схему рис. IV—6, а)
основан на ключевом режиме транзистора, включенного последователь-
но с нагрузкой — подогревателями ламп. Время, в течение которого тран-
зистор остается открытым (угол отсечки), зависит от величины и знака
17 № 1471 257
напряжения, подводимого к базе транзистора от трансформатора через
опорный диод. Чем больше напряжение питающей сети, тем меньше угол
отсечки и меньше эффективное значение тока, проходящего через тран-
зистор в нагрузку в один из полупериодов питающего напряжения.
Электрическая схема стабилизатора (рис. IV—5) состоит из транс-
форматора Тр, обмотка IV которого питает цепь накала генераторной
лампы Л2 напряжением 12,6 В (выводы а — в) и цепь накала модуля-
торных ламп Л1, Л4 напряжением 6,3 В (выводы а — б}. Последова-
тельно с подогревателями ламп соединен транзистор Т. Между его эмит-
тером и коллектором включен диод Д9, шунтирующий транзистор в по-
лупериод питающего напряжения, когда он не приводит ток.
- Uct
Рис. IV — 6. Стабилизатор накала аппарата «Ультразвук-Т5».
а — блок-схема; б — принципиальная электрическая схема; в — временные диаграммы.
Для создания управляющего напряжения на базе транзистора ис-
пользуется обмотка V трансформатора, последовательно с которой
соединен создающий опорное напряжение стабилитрон ДИ.
Стабилитрон питается от обмотки IV трансформатора через диоды
Д8, ДЮ и резистор 15.
Рассмотрим работу стабилизатора с помощью упрощенной схемы
(рис. IV—6, б) и временных диаграмм (рис. IV—6, в) в полупериод
питающего напряжения, когда коллектор отрицателен по отношению
к эмиттеру.
Пока стабилитрон не пробит, управляющее напряжение Пбэ, прило-
женное между базой и эмиттером, складывается из регулирующего на-
пряжения Up, снимаемого с обмотки V, и напряжения Ug обмотки IV,
находящихся в противофазе. Напряжение Up меньше по модулю на-
пряжения Ug, поэтому напряжение на базе отрицательно, и транзистор
открыт. (На рис. IV—6, в показаны временные диаграммы напряжений
в цепях стабилизатора в предположении, что падение напряжений на
транзисторе и диоде Д9 в рабочем направлении равны нулю.)
В момент времени, когда напряжение на стабилитроне становится
больше напряжения стабилизации UCT, стабилитрон «пробивается».
Теперь управляющее напряжение Uga складывается из постоянного по
258
величине напряжения UCT и регулирующего напряжения Up. С дальней-
шим увеличением мгновенного значения напряжения Up напряжение
на базе по отношению к эмиттеру становится положительным, и тран-
зистор закрывается (момент времени, соответствующий углу ©). После
перехода напряжения Up через максимум наступает, момент, когда ста-
билитрон переходит в непроводящее состояние, управляющее напряже-
ние становится отрицательным, и транзистор открывается.
В полупериод напряжения, когда коллектор положителен относи-
тельно эмиттера, транзистор шунтируется диодом Д9.
В случае отклонения напряжения питающей сети от номинала в сто-
рону увеличения, угол © уменьшается и соответственно уменьшается
эффективная величина тока нагрузки в полупериод, когда транзистор
проводит. Это уменьшение компенсирует рост тока в другой полупериод,
когда транзистор закрыт.
При уменьшении напряжения питающей сети угол 6- увеличивается,
и величина тока в период, когда транзистор проводит, увеличивается.
Таким Образом, стабилизатор обеспечивает стабилизацию тока накала
ламп при отклонениях напряжения сети в обе стороны от номинальной
величины. Для настройки стабилизатора величина регулирующего на-
пряжения, снимаемого с обмотки V, подбирается с помощью потенцио-
метра 16.
Импульсный модулятор (см. рис. IV—5) собран на левых триодах
ламп Л1 и Л4. Формирование импульсов осуществляется с помощью
цепочки из конденсатора 7 и диода Д2, а также резистора 21 и стаби-
литронов Д16, Д17. При подаче переменного напряжения с обмотки III
силового трансформатора через резистор 21, на стабилитроны Д16 и
Д17 происходит ограничение обеих его полуволн. Положительное на-
пряжение открывает левый триод лампы Л4, создавая на его аноде от-
рицательный импульс длительностью 10 мс.
Для образования более короткого импульса напряжение, подаваемое
на резистор 21 и далее на лампу Л4, снимается с диода Д2. За счет
отсечки тока заряда конденсатора 7 положительное напряжение, от-
крывающее левый триод лампы JI4, действует в течение примерно чет-
верти периода сетевого напряжения, так что длительность импульса на
аноде этого триода составляет 4 мс. Переключение длительностей мо-
дулирующего импульса производится кнопочным переключателем ВЗ.
Модулирующие импульсы отрицательной полярности с анода левого
триода лампы Л4 через разделительные конденсаторы 18, 19 подводятся
к сетке левого триода лампы Л1. При этом триод запирается, и падение
напряжения на включенном в его анодную цепь резисторе 19 умень-
шается до нуля.
При отсутствии импульсов отрицательный потенциал на управляю-
щей сетке генераторной лампы JI2 полностью запирает ее. Таким об-
разом, генератор работает в импульсном режиме, параметры которого
(длительность и частота следования импульсов) определяются парамет-
рами модулирующего импульса.
В непрерывном режиме с помощью переключателя ВЗ сетка левого
триода Л1 соединяется с источником отрицательного напряжения (одно-
полупериодный выпрямитель на диоде ДЗ и конденсаторе 6). Триод
при этом заперт, и генератор возбуждается непрерывно.
Питание всех цепей аппарата осуществляется с помощью трансфор-
матора Тр. Питающее напряжение через сетевой помехоподавляющий
фильтр на дросселях Др1, Др2 и конденсаторах 1—3 подается с по-
мощью двухполюсного выключателя В2 на первичную обмотку транс-
форматора. На входе сетевого фильтра в обоих сетевых проводах уста-
новлены предохранители Пр1, Пр2.
При включении аппарата в сеть загораются сигнальные лампы
Л5, Л6.
17*
259
Процедурные часы РВ обеспечивают автоматическое отключение ге-
нератора (за счет разрыва цепи резистора 19) по истечении времени
процедуры, установленного по их шкале. При этом включается звуковой
сигнал (зуммер Зв) и выключается красная сигнальная лампа Л7.
Аппарат (рис. IV—7) смонтирован в корпусе 1 из алюминие-
вого сплава. В верхней части имеются две открывающиеся на петлях
крышки. Передняя 2, прозрачная, закрывает панель управления. На па-
нели расположены клавишный переключатель 3 для включения и вы-
ключения сетевого напряжения, установки интенсивности ультразву-
кового излучения и переключения рода работы. В центре панели распо-
ложен прозрачный диск 4 процедурных часов, за которым размещены
Рис. IV — 7. Общий вид аппарата «Ультразвук-Т5». Объяснеиие
в тексте.
две лампы, сигнализирующие о включении аппарата в сеть. За диском
расположена также сигнальная неоновая лампа, загорающаяся во вре-
мя работы генератора.
Задняя крышка 5 закрывает отсек, в котором размещены сетевые
предохранители и отверстие для подстройки конденсатора, определяю-
щего частоту генератора.
Нижняя крышка корпуса съемная. К крышке с внутренней стороны
крепится шасси, на котором смонтирована электрическая часть аппа-
рата.
Вид на шасси сверху показан на рис. IV—8. В левой части установ-
лены трансформатор 1, сетевой фильтр в экране 2 и между ними ста-
билизатор 3. Справа, смонтирован генератор: лампа генератора 4, ка-
тушка анодного контура 5, лампы модулятора 6. В центре находятся
процедурные часы 7, катушка индуктивности контура возбудителя 8,
подстроечный конденсатор 9.
На боковой стенке шасси крепится высокочастотный разъем 10.
В комплект аппарата входят два излучателя с эффективной площадью 4 и 1 см2.
Аппарат для применения в ларингологии, комплектуется двумя ларингологическими
излучателями площадью 0,5 и 1 см2.
Управление аппаратом при проведении процедур. Установив
кнопки «Сеть» и «Интенсивность» в выключенное положение, включают
вилку сетевого шнура в розетку с напряжением 220 В. Вставляют вилку
высокочастотного разъема на конце кабеля излучателя с площадью
4 см2 в розетку «Выход» на правой боковой стенке аппарата. Затем
производят предварительную проверку аппарата. Для этого вставляют
260
головку в горловину измерителя мощности ультразвукового излучения
ИМУ-3 (см. §2 данного раздела).
Нажав на кнопку «Сеть», включают в сеть аппарат, при этом под-
свечивается диск процедурных часов. После прогрева в течение 5 мин
нажимают кнопки «Непрерывно» и «1,0» переключателя «Интенсив-
ность, Вт/см2». Затем включают генератор, поворачивая до упора диск
процедурных часов, при этом загорается красная лампа за диском.
Измеряют с помощью измерителя ИМУ-3 ультразвуковую мощность,
которая должна находиться в пределах 3—5 Вт. Если показания ИМУ-3
выходят за эти пределы, следует отрегулировать выходную мощность
с помощью резистора, ось которого выведена под шлиц в отверстие
нижней крышки аппарата.
Для проверки работы аппарата в импульсном режиме нажимают
кнопку «10 мс» переключателя «Импульсы». При этом измеренная мощ-
ность должна составлять половину мощности в непрерывном режиме.
Работа аппарата с торцовым излучателем площадью 1 см2 прове-
ряется аналогично. Показания ИМУ-3 должны находиться в пределах
0,55—1,45 Вт. Прибор ИМУ-3 не рассчитан на ларингологические из-
лучатели, поэтому их проверка производится по фонтанированию не-
скольких капель воды, нанесенных на рабочую поверхность излучателей.
При проведении процедуры подвергаемый воздействию участок тела
смазывается вазелиновым маслом. Необходимо следить за хорошим
прилеганием рабочей поверхности излучателя к коже пациента. При
возникновении между излучателем и кожей воздушной прослойки резко
изменяется значение мощности, передаваемой тканям тела.
При использовании излучателей с площадью 0,5 и 1 см2 во изое-
жание их перегрева не следует пользоваться ступенями 1,5 и 2 Вт/см2
в непрерывном режиме.
По истечении заданного времени процедуры раздается звуковой
сигнал, и гаснет красная лампа за диском процедурных часов. По окон-
чании работы аппарат выключают нажатием кнопки «Выкл.».
Аппарат для ультразвуковой терапии УЗТ-31. Аппарат предназначен
для лечения акушерско-гинекологических заболеваний, но применяется
также в оториноларингологии, стоматологии, дерматологии и в других
областях медицины. Аппарат разработан ВНИИМП и выпускается Мо-
сковским заводом ЭМА.
Основные технические данные аппарата: частота ультразвуковых
колебаний 2,64 МГц +0,1%; интенсивность ультразвуковых колебаний
регулируется четырьмя ступенями 0,05; 0,2; 0,5 и 1,0 Вт/см2; эффектив-
ная площадь большого излучателя 2 см2, малого — 0,5 см2; предусмот-
рен импульсный режим работы при длительности импульсов 2, 4 и 10 мс,
частоте следования 50 Гц; питание от сети переменного тока частотой
50 Гц напряжением 220 В + 10%; потребляемая мощность не более
50 ВА; по защите от поражения электрическим током аппарат выпол-
нен по классу I; габаритные размеры 342X274X142 мм; масса (с комп-
лектом) не более 10 кг.
Структурная схема аппарата УЗТ-31
Генератор высокочастотный создает немодулированные электриче-
ские колебания с частотой 2,64 МГц. Усиление мощности этих колеба-
ний происходит в выходном усилителе, к которому подключается один
из ультразвуковых излучателей, преобразующий электрические колеба-
ния в механические. Модулятор предназначен для получения импульс-
ного режима при трех длительностях импульсов — 2, 4 и 10 мс и по-
стоянной частоте следования — 50 Гц. Блок питания обеспечивает пи-
тание постоянным напряжением цепей модулятора и генератора.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. IV—9, схема узлов на рис. IV—10—IV—12.
Блок высокочастотного генератора (рис. IV—10) вклю-
чает в себя автогенератор, буферный каскад и усилитель.
Автогенератор (транзистор V2) собран по осцилляторной схеме с
кварцевой стабилизацией. С выхода автогенератора высокочастотное
напряжение подается на буферный каскад, представляющий собой
эмиттерный повторитель (транзистор V4). В эмиттерной цепи повтори-
теля включены контакты кнопочного переключателя S1, коммутирующие
делитель на резисторе 9 и потенциометрах 10—13. Кнопки переключа-
теля выведены на панель управления аппарата («Интенсивность,
Вт/см2»). При нажатии одной из кнопок в эмиттерную цепь включается
соответствующий потенциометр, с движка которого напряжение через
разделительный конденсатор 11 подается на усилитель. С помощью по-
тенциометров 10—13 производится регулировка интенсивности на каж-
дой ступени при производстве аппарата или его ремонте.
262
iK) 0,5 и 1 см2 во изое-
гупенями 1,5 и 2 Вт/см2
ры раздается звуковой
едурных часов. По окон-
опки «Выкл.».
. Аппарат предназначен
[еваний, но применяется
ерматологии и в других
1МП и выпускается Мо-
[астота ультразвуковых
лразвуковых колебаний
и 1,0 Вт/см2; эффектив-
го — 0,5 см2; предусмот-
1 импульсов 2, 4 и 10 мс,
еменного тока частотой
;ая мощность не более
I током аппарат выпол-
(142 мм; масса (с комп-
Излучатель
глированные электриче*
мощности этих колеба-
эму подключается один
[ электрические колеба-
;ля получения импульс-
ов— 2, 4 и 10 мс и по-
гания обеспечивает пи-
гора и генератора.
парата приведена на
о а (рис. IV—10) вклю-
литель.
Осцилляторной схеме с
атора высокочастотное
гредставляющий собой
иттерной цепи повтори-
;ля S1, коммутирующие
13. Кнопки переключа-
рата («Интенсивность,
ерную цепь включается
рого напряжение через
литель. С помощью по-
интенсивности на каж-
емонте.
Рис. IV — 9. Принципиальная электрическая схема аппарата УЗТ-31.
Усилитель (транзис
денсаторы 13—17 и ка
сопротивление транзис
усилителя (см. ниже).
В блоке генератора
V3) импульсного моду
параллельной схеме. Г
(через контакты 11—1
руя вход буферного ус
ультразвуковых колеб;
Модулятор им:
микросхеме D1 и анал
мое с обмотки 3—4 (<
контакты 13—14 вилк:
ного на двух элемент;
литрон VI и резистор
пающие с выхода три
стотой сети, запускаю
денсаторы 1—5, потен
ваемых ждущим мул:;
почного переключател
ления). При подключе
R3 — С2, R4 — C3, R5
ветственно 2, 4 или И
ности импульсов прои:
С выхода микросхк
мент D1.4) поступают
вилки XI). Применен
длительность импульс
можность настраивать
рованного на плате вы
Выходной у с и..
вает необходимый урс
телях. Выходное гнезд
подключается кабелы
щий четырехполюсник
большом излучателе I
теле. Коммутация цен
кнопочного переключг
ления). Вторая пара
циометры 3, 4, с помо
вается режим усилител
Питание а и п а
трансформатор Т1 (ci
митель — диодный мок
параметрическим ста(
трон V2, конденсатора
контакты процедурны,
ков аппарата.
Устройство а:
унифицированном кои
тон» (см. гл. III, ра
слева — четыре кнопа
«Интенсивность, Вт/с®
глазок 3 лампы, сигн
в центре — две кнопки
чения кабеля излучать
импульсов «Режим ра
g
s
s
g oRudo^i о tn
g x
г/ X
/1 дохд «=:
'НОЦ чиаП X c
IX «• X
с
Усилитель (транзистор V5) имеет на выходе четырехполюсник (кон*
денсаторы 13—17 и катушка индуктивности 3), согласующий выходное
сопротивление транзистора V5 со входным сопротивлением выходного
усилителя (см. ниже).
В блоке генератора находится также оконечный каскад (транзистор
V3) импульсного модулятора. Каскад работает в ключевом режиме по
параллельной схеме. При подаче на его вход прямоугольного импульса
(через контакты 11—12 вилки XI) транзистор КЗ открывается, шунти-
руя вход буферного усилителя и создавая тем самым паузу в генерации
ультразвуковых колебаний.
Модулятор импульсный (рис. IV—11) собран на цифровой
микросхеме D1 и аналоговой А1. Напряжение с частотой сети, снимае-
мое с обмотки 3—4 (см. рис. IV—9) силового трансформатора, через
контакты 13—14 вилки XI подается на вход триггера Шмитта, собран-
ного на двух элементах Dl,l и Dl,2 цифровой микросхемы D1. Стаби-
литрон VI и резистор 1 — элементы защиты входа микросхемы. Посту-
пающие с выхода триггера прямоугольные импульсы, следующие с ча-
стотой сети, запускают ждущий мультивибратор (микросхема А1, кон-
денсаторы 1—5, потенциометры 3—б). Длительность импульсов, созда-
ваемых ждущим мультивибратором, устанавливается с помощью кно-
почного переключателя S1 (кнопки «Режим работы» на панели управ-
ления). При подключении к выводам 3—4 микросхемы одной из цепочек
R3 — С2, R4 — СЗ, R5 — С4, С5 длительность импульсов составит соот-
ветственно 2, 4 или 10 мс. Установка номинального значения длитель-
ности импульсов производится с помощью потенциометров 3—5.
С выхода микросхемы А1 (вывод 5) импульсы через инвертор (эле-
мент Dl,4) поступают на вход ключа модулятора (контакты 11—12
вилки XI). Применение инвертора позволяет исключить влияние на
длительность импульсов входного сопротивления ключа. Это дает воз-
можность настраивать плату модулятора независимо от ключа, смонти-
рованного на плате высокочастотного генератора.
Выходной усилитель (транзистор VI, рис. IV—12) обеспечи-
вает необходимый уровень интенсивности на большом и малом излуча-
телях. Выходное гнездо Х2 («Выход» на панели управления), к которому
подключается кабель излучателя, соединено с усилителем через согласую-
щий четырехполюсник: конденсаторы 5—7, катушка индуктивности 4 при
большом излучателе и конденсатор 5, катушка 3 — при малом излуча-
теле. Коммутация цепей четырехполюсника производится контактами
кнопочного переключателя S1 (кнопки «Излучатели» на панели управ-
ления). Вторая пара контактов переключателя S1 коммутирует потен-
циометры 3, 4, с помощью которых для каждого излучателя устанавли-
вается режим усилителя.
Питание аппарата осуществляется от сети через силовой
трансформатор Т1 (см. рис. IV—9). Вторичная обмотка питает выпря-
митель— диодный мост V3. Выпрямленное напряжение стабилизируется
параметрическим стабилизатором (транзистор VI, резистор 1, стабили-
трон V2, конденсаторы 1, 2). Стабилизированное напряжение 27 В через
контакты процедурных часов Е1 поступает для питания всех трех бло-
ков аппарата.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. IV—13) выполнен в
унифицированном кожухе, используемом также для аппарата «Ультра-
тон» (см. гл. III, раздел 3). На панели управления расположены:
слева — четыре кнопки 1 ступенчатого переключателя интенсивности
«Интенсивность, Вт/см2»; справа — ручка 2 процедурных часов, над ней
глазок 3 лампы, сигнализирующей о включении сетевого напряжения;
в центре — две кнопки 4 «Излучатели», гнездо 5 «Выход» для подклю-
чения кабеля излучателя, четыре кнопки 6 переключателя длительности
импульсов «Режим работы».
26S
1
Рис. IV—11. Принципиальная электрическая схема импульсного модулятора аппарата УЗТ-31.
XI
Цепь |л<о//г-|
Рис. IV—11. Принципиальная электрическая схема импульсного модулятора аппарата УЗТ-31.
Рис. IV—12. Принципиальная электрическая схема выходного усилителя аппарата УЗТ-31.
I
На задней стенке размещена кнопка «Сеть» сетевого выключателя,
контрольные гнезда для проверки режима работы узлов аппарата, дер-
жатель предохранителя, несъемный сетевой шнур.
На рис. IV—ИЗ показан излучатель 7 с рабочей поверхностью 0,5 смг
и излучатель 8 с рабочей поверхностью 2 см2, соединенный коаксиаль-
ным кабелем 9 с выходом аппарата.
Рис. IV — 13. Общий вид аппарата УЗТ-31. Объяснение в тексте.
Подключают излу
ду «Выход» на пане;
ли», соответствующе
«Сеть». При этом sai
часами.
Рис. IV — '14. Апп<
Аппарат со снятым кожухом показан на рис. IV—14. Слева на шас-
си установлен силовой трансформатор 1. К передней панели крепятся
процедурные часы 2. Печатные платы смонтированы вертикально: пла-
та 3 блока питания, плата 4 модулятора, плата 5 генератора, плата 6
выходного усилителя. На печатной плате 7 смонтирован сетевой выклю-
чатель 8, контрольные гнезда 9.
В связи с применением в аппарате частоты 2,64 МГц толщина пье-
зоэлектрической пластины излучателя составляет около 1 мм и ее ме-
ханическая прочность резко уменьшается. Такую пластину можно при-
менять при площади, не превышающей 1 см2. По этой причине в излу-
чателе с площадью 2 см2 пьезопреобразователь состоит из двух пла-
стин, соединенных между собой одноименными электродами. Соединение
пластин произведено методом спекания. Отсутствие промежуточного
слоя клея, обычно применяемого для этой цели, улучшило воспроизво-
димость резонансной частоты составного пьезопреобразователя.
В комплект аппарата входят коаксиальный кабель, футляр, в котором находятся
два излучателя и 3 стеклянных сосуда емкостью 50 мл для дезинфицирующего, кон-
тактного и лекарственного веществ.
Подготовка к работе и управление аппаратом при
проведении процедур. Установив кнопку выключателя сети на
задней стенке аппарата в отжатое положение, включают вилку сетевого
шнура в розетку с напряжением 220 В.
Подготавливают принадлежности-—заполняют сосуды в футляре со-
ответствующими жидкостями (спирт, вазелиновое масло, лекарственный
раствор), укладывают вату в специальный отсек футляра с крышкой.
268
Для проверки ра
ли рабочей поверхнс
воды. Нажимают кн
ты» и одну из кноп
чают генератор пово
ке. На поверхности
малой интенсивност.
Колебания поверхно
место и при переход'
переключателя «Реи
занной проверке из;
избежание его пере
включать генератор i
Повернув ручку ч
отключают генерато
Проведя аналоги
что аппарат готов к j
При проведении
излучателя и устана
интенсивность. Смаз
линовым маслом (ил
бочую поверхность г
ных часов генератор
Подключают излучатель к соединительному кабелю, а кабель к гнез-
ду «Выход» на панели управления. Нажав одну из кнопок «Излучате-
ли», соответствующую выбранному излучателю, включают кнопку
«Сеть». При этом загорается индикаторная лампа над процедурными
часами.
Рис. IV — <14. Аппарат УЗТ-31 со снятым кожухом. Объяснение в тексте.
Для проверки работоспособности аппарата поворачивают излучате-
ли рабочей поверхностью вверх и наливают на нее несколько капель
воды. Нажимают кнопку «Непрерывный» переключателя «Режим рабо-
ты» и одну из кнопок переключателя «Интенсивность, Вт/см2». Вклю-
чают генератор поворотом ручки процедурных часов по часовой стрел-
ке. На поверхности воды на излучателе появляется легкая рябь (при
малой интенсивности) или фонтанчик (при большой интенсивности).
Колебания поверхности воды, но меньшей амплитуды должны иметь
место и при переходе в импульсный режим (кнопки «2 мс, 4 мс, 10 мс»
переключателя «Режим работы»). Следует иметь в виду, что при ука-
занной проверке излучатель оказывается ненагруженным, поэтому во
избежание его перегрева и возможного выхода из строя не следует
включать генератор более чем на несколько секунд.
Повернув ручку часов против часовой стрелки в нулевое положение,
отключают генератор. При этом должен раздаться звуковой сигнал.
Проведя аналогичную проверку второго излучателя, убеждаются,
что аппарат готов к работе.
При проведении процедуры подключают к кабелю выбранный тип
излучателя и устанавливают заданный врачом режим колебаний и их
интенсивность. Смазав подвергаемый воздействию участок тела вазе-
линовым маслом (или лекарственной мазью), прикладывают к нему ра-
бочую поверхность излучателя. Затем включают с помощью процедур-
ных часов генератор на заданное для процедуры время.
269
При проведении процедуры (по лабильной или стабильной методи-
ке) необходимо следить за хорошим контактом между излучателем и
телом. При отсутствии контакта ультразвуковые колебания в ткани тела
не проходят, а излучатель перегревается.
По окончании процедуры очищенный излучатель устанавливают в
специальное гнездо в футляре. Если других процедур не предвидится,
нажатием кнопки «Сеть» отключают аппарат от сети. По окончании
рабочего дня вилку сетевого шнура вынимают из розетки.
Аппарат для ультразвуковой терапии ЛОР-3. Аппарат предназна-
чен для лечения оториноларингологических заболеваний (хронического
тонзиллита, гайморита, ринита).
Основные технические данные: частота ультразвуковых колебаний
880 кГц + 1%; интенсивность ультразвуковых колебаний регулируется
четырьмя ступенями 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 Вт/см2; эффективная площадь из-
лучателя XT, Г — 2 см2, каждого излучателя Р — 0,4 см2; имеется им-
пульсный режим колебаний при длительности импульсов 10 мс и частоте
следования 50 Гц; длительность процедуры (экспозиция) постоянная
6+ 1 мин; питание от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряже-
нием 220 В +10%; по защите от поражения электрическим током аппа-
рат выполнен по классу 01; габаритные размеры 320Х208ХЮ4 мм; мас-
са — не более 5 кг.
Принципиальная электрическая схема аппарата приведена на
рис. IV—15.
Генератор высокочастотных колебаний собран на лучевом тетроде
ГУ-17 (ЛЮ) по двухконтурной схеме с самовозбуждением. Контур в
анодной цепи состоит из конденсатора 12 и высокочастотного транс-
форматора ТрЗ, вторичная обмотка которого нагружена на ультразву-
ковой излучатель (через розетку Ш2 «Выход» под задней крышкой
аппарата). Контур в сеточной цепи включает в себя высокочастотный
трансформатор Тр2, конденсаторы 7—9. Переменный конденсатор 7 и
регулируемая индуктивность обмотки трансформатора позволяют под-
страивать частоту генератора при производстве и ремонте аппарата.
Генератор работает в непрерывном или импульсном режиме. В пер-
вом случае анодная цепь генераторной лампы питается через дроссе-
ли 9, 10 выпрямленным сглаженным напряжением от выпрямителя на
диодном мосте Э1 и фильтровом конденсаторе 4. Во втором случае пи-
тание в анодную цепь подается непосредственно от вторичной обмотки
силового трансформатора Тр1 (выводы 3—6). Генерация имеет место
в один полупериод синусоидального напряжения, когда напряжение на
аноде положительно относительно шасси. В результате генерируются
высокочастотные колебания с синусоидальной огибающей длительностью
10 мс и частотой следования 50 Гц. Переключение на импульсный ре-
жим работы производится переключателем В1-3 (кнопка «Имп.» на
панели управления), вторая группа контактов которого включает одно-
временно сигнальную лампу Л8.
Генератор снабжен цепью отрицательной обратной связи, охваты-
вающей выходное напряжение высокой частоты и цепь экранирующей
сетки генераторной лампы. Цепь обратной связи обеспечивает стабиль-
ность выходного напряжения при колебаниях напряжения сети, изме-
нениях окружающей температуры и других факторов. Эта же цепь ис-
пользуется для ступенчатой регулировки интенсивности ультразвуковых
колебаний. Напряжение обратной связи снимается с выводов 2—3 пер-
вичной обмотки выходного трансформатора ТрЗ, и выпрямляется (диод
Д4, резистор 23, конденсатор 14). Напряжение с конденсатора 14 через
контакты выходного разъема Ш2, контакты одного из переключателей
В1-4— В1-6 и один из потенциометров R12— R19 подается на усилитель,
собранный на левой (по схеме) половине двойного триода Л9.
Анод триода питается стабилизированным напряжением (стабилит-
270
in стабильной методи-
между излучателем и
олебания в ткани тела
тель устанавливают в
цедур не предвидится,
т сети. По окончании
розетки.
Аппарат предназна-
теваний (хронического
развуковых колебаний
злебаний регулируется
активная площадь из-
-0,4 см2; имеется им-
ульсов 10 мс и частоте
юпозиция) постоянная
тотой 50 Гц, напряже-
трйческим током аппа-
120Х208ХЮ4 мм; мас-
[арата приведена на
н на лучевом тетроде
збуждением. Контур в
юокочастотного транс-
гружена на ультразву-
под задней крышкой
себя высокочастотный
нный конденсатор 7 и
[атора позволяют под-
I ремонте аппарата.
1ьсном режиме. В пер-
титается через дроссе-
гм от выпрямителя на
Во втором случае пи-
от вторичной обмотки
'енерация имеет место
, когда напряжение на
зультате генерируются
бающей длительностью
[ие на импульсный ре-
3 (кнопка «Имп.» на
iToporo включает одно-
ратной связи, охваты-
и цепь экранирующей
обеспечивает стабиль-
апряжения сети, изме-
горов. Эта же цепь ис-
вности ультразвуковых
:я с выводов 2—3 пер-
и выпрямляется (диод
конденсатора 14 через
ого из переключателей
подается на усилитель,
двойного триода Л9.
пряжением (стабилит-
рон Л5), в цепи катода включено стабилизированное опорное напряже-
ние, создаваемое отдельным однополупериодным выпрямителем (диод
Д1, конденсатор 3, стабилитроны Д2, ДЗ). Выход усилителя (анод ле-
вой половины лампы Л9) соединен с управляющей сеткой правой поло-
вины триода Л9, включенной в качестве регулирующего сопротивления
в цепь питания экранирующей сетки генераторной лампы.
При увеличении по какой-либо причине выходного высокочастот-
ного напряжения увеличивается потенциал на управляющей сетке левой
половины триода Л9, что приводит к уменьшению потенциала на управ-
ляющей сетке его правой половины. Сопротивление регулирующей лам-
пы увеличивается, в результате чего уменьшаются питающее напряже-
ние на экранирующей сетке и напряжение высокой частоты на выходе
генератора. Таким образом, обеспечивается стабилизация интенсивно-
сти ультразвуковых колебаний. Для переключения ступеней интенсивно-
сти с помощью переключателей В1-4 (кнопка «0,4»), В1-5 (кнопка
«0,6») или В1-6 (кнопка «0,8») в цепь обратной связи подключается
один из потенциометров 12—19. При подключении излучателей Р1—Р2
(для лечения ринитов) коммутируются потенциометры 16—19, при под-
ключении излучателя XT, Г (для лечения хронического тонзиллита и
гайморита)—потенциометры 12—15. При ненажатых кнопках интен-
сивность составляет 0,2 Вт/см2. С помощью потенциометров производит-
ся заводская регулировка интенсивности. При включении одной из кно-
пок для регулировки интенсивности на панели управления включа-
ется сигнальная ’ лампа с соответствующей гравировкой на матовом
экране.
В аппарате предусмотрена автоматическая установка длительности
процедуры, равной 6 мин. Электронное реле времени собрано на парал-
лельно включенных триодах лампы Л7. При ненажатой кнопке «Эксп.»
(переключатель В1-2) реле Р1 и Р2 обесточены. Ток, протекающий че-
рез обмотку реле РЗ, недостаточен, чтобы вызвать срабатывание реле.
При нажатии кнопки «Эксп.» замыкается цепь питания реле Р1 и Р2.
При этом контакты переключателя блокируются контактами 3—5 реле
Р1 и после отпускания кнопки реле Р1 и Р2 остаются включенными,
контакты 3—4 реле Р2 закорачивают резистор 20 в цепи питания экра-
нирующей сетки лампы ЛЮ и ^тим включают генератор. Одновременно
контакты 4—5 реле Р1 отрывают сетку лампы Л7 от земли, начинается
заряд конденсатора 5 через резисторы 4—6. При заряде конденсатора
увеличивается ток лампы Л7, причем режим цепи заряда с помощью
потенциометра 5 подобран так, что через 6 мин достигается порог сраба-
тывания реле РЗ. Контакты 3—4 реле РЗ разрывают цепь питания реле
Р1 и Р2 — генератор выключается, и электронное реле возвращается
в исходное состояние.
Силовой трансформатор Тр1 включается в сеть с помощью выклю-
чателя В1-1 (кнопка «Сеть» на панели управления). При этом заго-
рается сигнальная лампа Л2, с соответствующей надписью на экране.
В сетевой цепи включен помехоподавляющий фильтр (дроссели Др1—8,
конденсаторы 1—2, а также предохранители Пр1, Пр2.
Устройство аппарата. Аппарат (рис. IV—16) имеет настоль-
ную, приспособленную к переноске конструкцию. Основу корпуса состав-
ляет П-образная литая алюминиевая рама, к которой крепятся верхняя
и нижняя крышки из ударопрочного полистирола. Для экранирования
генератора крышки с внутренней стороны металлизированы.
Верхняя крышка служит панелью управления. На ней в правой части
расположены шесть кнопок и над ними шесть освещаемых сигнальными
лампами табло с надписями. Кнопки и табло справа налево: «Сеть»
(выключение сети), «0,4; 0,6; 0,8» (переключение интенсивности), «Ими.»
(включение импульсного режима), «Эксп.» (включение экспози-
ции) .
272
Под съемной задней крышкой на панели установлены: два держа-
теля предохранителей, зажим защитного заземления, ввод сетевого
шнура, розетка для подключения вилки кабеля излучателя.
Излучатель ХГ, Г имеет пьезопреобразователь, заключенный в кор-
пус в виде диска. Корпус укреплен на металлической трубке, внутри
которой проходят провоза питания, оканчивающиеся 8-контактной вил-
кой. Излучатели Р представляют собой два самостоятельных излучаю-
щих устройства с рабочей площадью 0,4 см2 каждое, питаемых парал-
лельно с помощью кабеля с разветвлением. Для фиксации излучателя
в полости носа применяется оголовье с шарнирным устройством.
Рис. IV—16. Общий вид аппарата ЛОР-3,
Подготовка к работе и управление аппаратом при
проведении процедур. Заземлив аппарат с помощью присоеди-
ненного к зажиму защитного заземления провода и установив кнопку
«Сеть» в выключенное (ненажатое) положение, включают вилку сете-
вого шнура в розетку с напряжением 220 В. Через 2—3 мин, необходи-
мые для прогрева радиоламп, наносят на рабочую поверхность излуча-
теля несколько капель воды и включают генератор с помощью кнопки
«Эксп.» (при этом загорается экран с соответствующей надписью). Ин-
тенсивность ультразвуковых колебаний составляет 0,2 Вт/см2 и поверх-
ность воды под их действием колеблется. При нажатии кнопок регу-
лятора интенсивности, а также импульсного режима работы амплитуда
колебаний воды соответственно изменяется. На этом проверка закан-
чивается.
Для проведения процедуры головку используемого излучателя дезин-
фицируют спиртом и излучающую поверхность смазывают вазелиновым
маслом. Приложив излучатель к поверхности тела в области воздейст-
вия, устанавливают необходимую интенсивность и режим ультразвуко-
вых колебаний. Нажимают кнопку «Эксп.», после чего начинается про-
цедура, длящаяся 6 мин. При лечении ринита на голову пациента на-
девают оголовье с укрепленными в нем излучателями Р. Головки из-
лучателя вводят в полости носа и фиксируют фрикционным шарнирным
устройством.
§ 2. Измеритель ультразвуковой мощности
Ультразвуковая волна, падая на встречающееся на пути препятствие,
оказывает на него давление, величина которого прямо пропорциональна
мощности ультразвука, и поэтому может служить для ее косвенного
измерения. На использовании этого явления основано устройство при-
меняемых в медицинской практике измерителей ультразвуковой мощ-
ности, так называемых ультразвуковых весов.
18 № 1471
273
Измеритель ультразвуковой мощности ИМУ-3 разработан и выпу-
скается Московским заводом ЭМА. Основные технические данные при-
бора: пределы измерения 0,2—25 Вт; частота ультразвуковых колеба-
ний 400—3000 кГц; наибольшая погрешность измерений +(0,05Р +
+ 0,2 Вт), где Р — измеренное значение мощности ультразвука в ват-
тах; габаритные размеры прибора 385X 175X230 мм; масса (без
воды) 4 кг.
Общий вид измерителя ультразвуковой мощности ИМУ-3 показан
на рис. IV—17, схематическое изображение измерителя в разрезе — на
рис. IV—18.
Рис. IV —17. Общий вид прибора ИМУ-3. Объяснение в тексте.
Прибор представляет собой чувствительное измерительное устрой-
ство, помещенное в герметически закрытый корпус 1, в верхней части
которого имеется горловина 2. При измерении в горловину вставляется
головка ультразвукового терапевтического аппарата.
В качестве измерительного устройства использованы высокочувстви-
тельные рычажные весы. На одном конце рычага 6 весов укреплен
датчик 3, который помещен в закрытую ванну 4, заполненную дистил-
лированной дегазированной водой. Чтобы обеспечить полное отражение
падающей на датчик ультразвуковой волны, датчик выполнен в виде
двух тонких, сваренных между собой по краям латунных пластин.
Ультразвуковая волна проходит (частично отражаясь) через верхнюю
пластину датчика и полностью отражается от границы пластины с воз-
духом.
Для исключения интерференции падающей и отраженной волн
ультразвука пластины датчика изогнуты под прямым углом. Волна па-
дает на поверхность датчика под углом 45° и после отражения распро-
страняется в направлении, перпендикулярном первоначальному. Погло-
щение отраженной от датчика ультразвуковой волны осуществляется
с помощью установленных на стенках ванны капроновых щеток 5.
274
Коромысло 6 закреплено на вращающейся оси 7. К оси прикреплены
концы спиральных пружин 8, 9 и указатель 10 нулевого положения
коромысла.
Внешний конец спиральной пружины 8 соединен с указательной
стрелкой 11, с помощью которой по шкале 12 производится отсчет по-
казаний прибора. На конце оси крепится ручка 13 для установки указав
тельной стрелки 11.
Внешний конец спиральной пружины 9 соединен с червячной шестер-
ней 14, через червяк 15 и гибкий вал 16 приводимой во вращение ручкой
17 установки нуля.
С помощью арретира 18 коромысло прижимается к опоре, что обес-
печивает сохранность измерительной системы при транспортировке, пе-
реноске.
Перед измерением из горловины удаляют мягкую прокладку. Затем
с помощью резинового шланга, хранящегося в отсеке на задней стенке
прибора, заливают около 2 л дистиллированной дегазированной воды.
Дегазация (удаление растворенных в воде газов) необходима, чтобы ис-
ключить появление при измерении пузырьков газа, отражающих ультра-
звук и являющихся центрами кавитации, искажающей результаты из-
мерений. Приготовление дегазированной воды производят кипячением
в течение Р/г—2 ч дистиллированной воды. Уровень воды устанавли-
вают по черте на контрольном окне 19 прибора. После установки арре-
тира 18 в положение О («Открыто») ручкой 13 совмещают указатель-
ную стрелку 11 с нулевой отметкой шкалы, а ручкой 17 указатель ну-
левого положения 10 совмещают с вертикальной чертой в верхней части
шкалы прибора.
Прибор подготовлен к измерениям.
В горловину вставляют вкладыш, соответствующий размеру излу-
чающей головки и вводят головку до упора в горловину. При подаче
18*
275
ультразвуковой мощности указатель нулевого положения сместится
вправо. Вращением ручки 13 восстанавливают положение равновесия.
Стрелка 11 указывает при этом на шкале величину ультразвуковой мощ-
ности в ваттах.
При измерениях следует через контрольное окно 19 следить за от-
сутствием пузырей на излучающей поверхности головки. После измере-
ний арретир должен быть установлен в положение -О («Закрыто»).
Не реже одного раза в неделю следует менять воду. Ни в коем
случае вода в приборе не должна замерзать. Прибор при этом выходит
из строя.
При транспортировании вода должна сливаться через резиновый
шланг.
Прибор требует бережного, аккуратного обращения. Толчки и удары
могут привести к поломке измерительного устройства.
В заводских условиях тарировку прибора производят весовым мето-
дом с помощью установленной на датчике навески.
ГЛАВА V
УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ
АППАРАТУРА
Раздел 1
ФИЗИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ И МЕТОДИКА
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ
Применение ультразвуковых колебаний для исследования внутрен-
ней структуры вещества ведет начало с работ советского физика
С. Я- Соколова, который в 1928 г. создал метод ультразвуковой дефекто-
скопии, т. е. способ обнаружения раковин, пор, трещин в металлических
отливках. Физической основой этого метода является различие в про-
пускании ультразвука сплошным металлом и при наличии в нем неод-
нородности. Измеряя интенсивность прошедшей через отливку ультра-
звуковой волны, можно обнаружить наличие указанных выше дефектов.
В 1935 г. С. Я. Соколовым был разработан метод обнаружения уль-
тразвукового эхо, т. е. отражения от встречающихся на пути распростра-
нения ультразвуковой волны различных дефектов и инородных включе-
ний.
Оба созданные Соколовым метода нашли применение в медицине.
В сороковых годах для исследования внутричерепных повреждений из-
мерялась интенсивность ультразвука, прошедшего через череп и мозг
больного, а в пятидесятых годах появились медицинские аппараты, ра-
ботающие по принципу эхо.
В настоящее время ультразвуковая диагностика стала общеприня-
тым диагностическим методом, существенно дополняющим основной ме-
тод визуализации внутренних органов — рентгеновский снимок. Во мно-
гих отношениях ультразвуковой метод имеет существенные преимущест-
ва по сравнению с рентгеном. Практически полное отсутствие каких-
либо побочных эффектов позволяет производить длительные многократ-
ные ультразвуковые исследования любых частей тела, включая иссле-
дования плода во все периоды беременности. Высокая чувствительность
к акустическим неоднородностям дает возможность получать эхограм-
мы мягких тканей, например, опухолей молочной железы, нарушений в
глазном яблоке и т. д. Быстрое сканирование (см. ниже) позволяет на-
блюдать динамику внутренних органов — сокращения сердца, аорты и
др. Наконец, с помощью ультразвука возможно достаточно точное опре-
деление размеров внутренних органов и их частей, что во многих слу-
чаях имеет важное диагностическое значение. Эти и другие особенности
и преимущества ультразвуковой диагностики обусловили ее широкое
признание и внедрение во многие области медицины: общую хирургию,
офтальмологию, акушерство и гинекологию, онкологию и др.
В ультразвуковой диагностике применяют три основных метода: эхо-
графический, трансмиссионный и допплеровский (основанный на эффек-
те Допплера). Рассмотрим основные физические обоснования и техниче-
ские особенности указанных методов.
Эхографический метод основан на наблюдении отраженных ультра-
звуковых волн, которые возникают на границах сред, отличающихся
своим акустическим сопротивлением.
Акустическое сопротивление среды Z определяется как произведение
плотности среды р на скорость распространения в ней ультразвуковой
волны с; Z = р • с (г/см2 • с).
277
Отношение /? амплитуды колебаний отраженной и падающей ультра-
звуковой волны называется коэффициентом отражения:
п .^1—^2
Zi+Z2’
где/] и Z2— акустические сопротивления первой и второй сред.
Акустические сопротивления для воды и различных мягких тканей
отличаются незначительно: вода—1,49• 105 г/см2-с; мышечные ткани —
1,66- 105 г/см2- с; жир — 1,32- 105 г/см2-с. Соответственно коэффициенты
отражений на границах раздела этих сред не превышают 0,05—
0,08.
Для твердых тел акустическое сопротивление в несколько раз боль-
ше, так для кости черепа оно составляет 6,22-105 г/см2-с. Воздух имеет
значительно меньшую плотность и скорость распространения в нем уль-
тразвука также меньше. Акустическое сопротивление воздуха —
42,6 г/см2 • с.
Из приведенных данных следует, что на границе между мягкими тка-
нями и костью коэффициент отражения достигает 0,6. В случае же если
на пути ультразвуковой волны возникает воздушная прослойка, то про-
исходит практически полное отражение волны.
Излучатель ультразвука — пьезоэлектрическая пластина, возбуждае-
мая электрическим импульсом, создает периодически повторяющиеся
кратковременные импульсы ультразвуковых колебаний. При наличии
акустического контакта между излучателем и телом человека в тканях
тела распространяется ультразвуковая волна. Проходя через границы
раздела сред — жир — мышца, мышца — кость и др., ультразвуковая
волна теряет часть своей энергии, которая отражается в направлении
к источнику. Прошедшая через границу волна, встречая новую границу
сред, в свою очередь испытывает частичное отражение. Этот процесс
продолжается до полного затухания ультразвуковых колебаний, что свя-
зано с потерями энергии за счет трения колеблющихся частиц среды, а
также с потерями на отражение.
Поскольку ультразвуковая волна представляет собой короткий им-
пульс (4—5 периодов собственных затухающих колебаний пьезоэлектри-
ческой пластины), то излучатель в промежуток времени между импуль-
сами используется в качестве приемника ультразвука. За счет прямого
пьезоэффекта пьезоэлектрическая пластина преобразует ультразвуковые
колебания в электрические сигналы. Описанный процесс схематически
показан на рис. V—1.
Время Z], t2 и т. д., в течение которого ультразвуковой импульс про-
ходит расстояние от преобразователя до отражающей поверхности (см.
рис. V—1), определяется по формулам:
, j ^2
(1=—; и т- д->
где Z], 12 — расстояние до поверхности; с — скорость распространения
ультразвука в тканях (поскольку скорости распространения ультразвука
в мягких тканях различаются незначительно, в формулах принято, что
эти скорости в слоях тканей равны).
Через промежуток времени 2ty, 2t2 после излучения импульс, отра-
женный соответствующей поверхностью, вернется к пьезоэлектрическо-
му преобразователю.
Электрические сигналы, возникающие на обкладках преобразователя
в результате действия на него отраженных импульсов, усиливаются, пре-
образовываются и наблюдаются на экране электронно-лучевой трубки.
Для того чтобы отраженные импульсы могли быть восприняты, пе-
риод следования возбуждающих импульсов должен быть достаточно
большим. В этом случае импульс, отраженный от наиболее далеко рас-
278
положенной границы сред, успеет вернуться к пьезопреобразователю до
поступления на него следующего возбуждающего импульса.
Средняя скорость распространения ультразвуковых волн в тканях
составляет 1500 м/с. При периоде повторения возбуждающих импульсов
1 мс, наибольшее значение 1маКссоставляет 0,5 мс, что соответствует зна-
чению /Макс= 75 см. Практически не возникает необходимости исследо-
вания структур, расположенных далее 30—40 см от поверхности тела.
Рис. V — 1. Схема образования
отраженных ультразвуковых
импульсов.
ИП — пьезоэлектрическая пласти-
на; I—IV — ткани организма с раз-
личными акустическими сопротив-
лениями; импульсы, распространяю-
щиеся в прямом направлении: а —
в среде I, б — в среде II, в — в сре-
ще III, г — в среде IV; отраженные
импульсы, распространяющиеся в
обратном направлении в результате
отражения от границ сред: д — от
границы между средами I—II; е —
от границы между средами II—III;
ж — от границы между средами
III—IV. Для наглядности времен-
ные оси отраженных импульсов по-
вернуты в обратном направлении.
Наблюдение отраженных сигналов может производиться при непо-
движном расположении пьезоэлектрического преобразователя либо при
«го перемещении по определенному закону. Соответственно различают
одномерный и двумерный эхографические методы.
Одномерный метод. При неподвижном пьезоэлектрическом
преобразователе ультразвуковая волна распространяется вдоль одной
оси. Получаемая при наблюдении отраженных импульсов информация
дает представление о встречающихся на пути волны неоднородностях,
границах различных слоев тканей, о расстояниях между этими структу-
рами. На экране электронно-лучевой трубки одномерная эхограмма
(условно называемая типом А) представляет собой горизонтальную ли-
нию развертки, являющуюся осью времени, на которой расположены
вертикальные импульсы воспринятых пластиной и усиленных отражен-
ных сигналов (см. схему на рис. V—2). Первый слева сигнал на рис.
V—2 представляет собой возбуждающий импульс, совпадающий с отра-
жением ультразвуковых колебаний от наружной поверхности роговицы.
Второй и третий сигналы вызваны отражением ультразвуковой волны
•соответственно от передней и задней поверхностей хрусталика. Четвер-
тый сигнал обусловлен отражением от глазного дна и последующими
спадающими по амплитуде отражениями от слоев ретробульбарной тка-
ни. Как следует из рисунка, камерная влага, хрусталик и стекловидное
тело представляют собой акустически однородные ткани и не дают отра-
жений.
В связи с прямой зависимостью между временем и соответствующим
расстоянием, проходимым ультразвуковым импульсом, линия развертки
•является одновременно и осью расстояний и может быть прокалибро-
вана в единицах длины. Отметим здесь, что измерения расстояний в пре-
279
делах исследуемой структуры наиболее просто производить по милли-
метровой шкале на экране электронно-лучевой трубки. Однако такая
система обладает рядом неудобств. При изменении длительности раз-
вертки, что позволяет изменять масштаб эхограммы для рассмотрения
ее отдельных деталей, изменяется цена деления шкалы на экране. Кро-
ме того, параллакс за счет толщины стекла трубки снижает точность из-
мерений. По этим причинам в случаях, когда необходима высокая точ-
ность измерений расстояний, применяется подвижная метка — отрица-
тельный импульс, положение которого на оси времени может устанав-
ливаться оператором. Смещение метки производится с помощью преци-
зионного потенциометра, ось которого выведена на панель управления
в
Рис. V — 2. Схема одномерной эхогра-
фии глаза.
а — схема сканирования; 1 — излучающая пла-
стина; 2 — глазное яблоко; 3 — хрусталик; 4 —
стекловидное тело; 5 — ретробульбарные тка-
ни; б — схематическая эхограмма; в — реаль-
ная эхограмма.
и снабжена шкалой, градуированной в миллиметрах. Совмещая метку с
отраженным импульсом, по шкале потенциометра можно с погрешно-
стью, не превышающей 3%, определить расстояние от излучающего пре-
образователя до соответствующей структуры.
Одномерный эхографический метод не дает привычной по рентгенов-
ским снимкам картины внутренних тканей и органов, однако во многих
случаях обеспечивает получение необходимой информации. Так, напри-
мер, в офтальмологии одномерный эхографический метод применяется
для измерения анатомо-оптических структур глаза, определения размера
и формы глазного яблока, диагностики опухолей, отслойки сетчатки и
сосудистой оболочки, обнаружения и локализации инородных тел и др.
В неврологии одномерный метод обеспечивает высокую точность опре-
деления срединных структур мозга (так называемого М-эхо), что по-
зволяет диагностировать различного рода опухоли и кровоизлияния
в мозге.
В акушерской практике одномерный метод успешно используется для
определения предлежания, позиции и вида плода, для измерения меж-
теменного диаметра головки плода, что позволяет следить за развитием-
плода и устанавливать его массу (начиная с 28—30 нед беременности),
для измерения размеров таза и др.
Двумерный метод. Эхограмма, получаемая на экране осцилло-
графической трубки, при двумерном методе в гораздо большей степени,
чем при одномерном, отвечает задаче визуализации внутренних струк-
тур организма, приближаясь по внешнему виду к рентгеновскому снимку.
Для получения изображения определенной плоскости излучающий
ультразвук пьезоэлектрический преобразователь должен перемещаться
по поверхности тела. Линия, по которой распространяется ультразвуко-
вая волна, при этом также перемещается в пространстве, образуя при
своем движении озвучиваемую плоскость. Таким образом, при двумер-
ном эхографическом исследовании получается изображение сечения ис-
280
следуемого объекта в плоскости, не параллельной поверхности тела как
на рентгеновском снимке, а в перпендикулярной плоскости.
Отраженные ультразвуковые импульсы принимаются пьезоэлектриче-
ским преобразователем и усиливаются так же, как и при одномерном
методе. Однако способ представления отраженных сигналов на осцилло-
графической трубке существенно отличается. Сама линия развертки не
неподвижна как при одномерном методе, а перемещается по экрану
трубки соответственно перемещению пьезопреобразователя по поверхно-
сти тела. При этом сигналы подаются не на вертикально-отклоняющие
Рис. V — 3. Схема двумерной
эхографии головки плода.
а—схема сканирования; б—ре-
альная эхограмма; I — излучающая
пластина; 2 — направление движе-
ния излучателя; 3 — головка плода.
пластины трубки, а на ее электрод, управляющий яркостью луча, и от-
раженные импульсы наблюдаются в виде светящихся пятен на линии
временной развертки. Поскольку скорость перемещения развертки про-
порциональна скорости движения преобразователя, то эхограмма на
экране с послесвечением в определенном масштабе является яркостно-
модулированным изображением структур, лежащих в озвучиваемой пло-
скости (эхограмма типа Б, см. рис. V—3).
Перемещение пьезопреобразователя, а следовательно и ультразву-
кового луча.—сканирование может производиться различным образом.
Различают простое и сложное сканирование. При простом сканировании
пьезопреобразователь совершает простейшее движение, так что на каж-
дую точку озвучиваемой плоскости ультразвуковая волна падает только
один раз под определенным углом. Наиболее часто применяется пере-
мещение пьезопреобразователя и луча по линейному закону (линейное
сканирование — рис. V—4, а), а также вращательное движение пьезо-
преобразователя, приводящее к угловому перемещению луча (секторное
сканирование—рис. V—4,6).
При простом сканировании часть необходимой информации может
быть утеряна. Это объясняется тем, что отражение ультразвуковой вол-
ны происходит по законам оптики, в частности при зеркальном отраже-
нии угол отражения луча равен его углу падения. Как следствие, об-
ратно в пьезопреобразователь может попасть только луч, падающий на
перпендикулярную ему поверхность. Однако, как правило, при отраже-
нии ультразвуковой волны имеет место не только зеркальное, но и диф-
фузное отражение, так как неровности на исследуемых поверхностях по
своим размерам значительно превышают длины ультразвуковой волны
(при частоте 880 кГц, длина волны в мышечной ткани 1,8 мм). Диффуз-
ное отражение обеспечивает попадание в пьезопреобразователь части
281
отраженной энергии, даже если луч падает под углом на исследуемую
поверхность. Но для четкого воспроизведения на эхограмме энергии
диффузно отраженной волны может оказаться недостаточно и, как уже
указывалось, часть информации может быть утрачена.
Сложное сканирование позволяет повысить количество получаемой
информации, дополнительно воспроизвести на эхограмме отдельные де-
тали исследуемых структур. Обеспечивается это тем, что при сложном
сканировании пьезопреобразователь совершает не только основное, но
Рис. V — 4. Схематическое изображение простого сканирова-
ния.
а — линейное; б — секторное. ИП — излучающий пьезопреобразователь;
А — направление движения пьезопреобразователя; Б — направление дви-
жения ультразвукового луча; 1, 2 — крайние направления ультразвуко-
вого луча.
еще и дополнительное движение. Например, линейное перемещение пье-
зопреобразователя может сопровождаться покачиванием его на опре-
деленный угол. При этом на одну и ту же точку ультразвуковые волны
падают под различными углами, что обеспечивает возвращение в пьезо-
преобразователь зеркально отраженной волны. Кроме того, увеличи-
вается количество воспринимаемой пьезопреобразователем энергии волн,
диффузно отраженных от данной точки.
Конструкция излучающих устройств двумерных ультразвуковых диа-
гностических приборов значительно сложнее одномерных. Для автома-
тического перемещения пьезопреобразователя применяется электропри-
вод. Дополнительное движение при сложном сканировании может осу-
ществляться как автоматически, так и вручную.
При простом сканировании возможно увеличение скорости перемеще-
ния преобразователя, и частота смены кадров, т. е. частота повторного
озвучивания исследуемой плоскости, может быть доведена до 10—15 Гц
(быстрое сканирование). При быстром сканировании по эхограмме воз-
можно наблюдение сокращений сердца, шевелений конечностей плода
и некоторых других относительно быстрых движений внутренних ор-
ганов.
Трансмиссионный метод. Для целей метрологии — измерения раз-
меров отдельных частей тела, определенные преимущества представляет
трансмиссионный метод. Два пьезоэлектрических преобразователя уста-
навливаются с двух сторон измеряемого объекта, например, черепа.
Один из преобразователей излучает импульсы ультразвуковых колеба-
ний, другой — является их приемником. Метод представления сигналов
на экране осциллографической трубки не отличается от метода пред-
ставления в одномерной эхографии. По известному времени прохожде-
ния t ультразвуковой волной расстояния от излучающего преобразова-
теля до приемного и скорости распространения волны с можно опреде-
лить расстояние между преобразователями, т. е. размер объекта / = сХ
\t. Приборы, работающие только по трансмиссионному методу, не про-
282
изводятся. Во многих одномерных эхографических приборах в качестве
дополнительной возможности предусмотрен трансмиссионный режим.
Допплеровский метод. Эффект Допплера заключается в изменении
частоты отраженной волны при движении отражающего объекта. Если
скорость движения объекта имеет составляющую в направлении рас-
пространения излученной волны, то частота отраженной волны умень-
шается и наоборот. На использовании этого эффекта основан допплеров-
ский метод наблюдения за движущимися объектами. Главным образом,
этот метод применяется для контроля частоты сердечных сокращений и
измерения скорости кровотока в крупных сосудах.
Принципиальное отличие допплеровского метода от эхографическо-
го— непрерывный режим ультразвукового излучения. В связи с этим,
помимо излучающего, необходим отдельный приемный пьезоэлектриче-
ский преобразователь, который возбуждается отраженной от переме-
щающейся структуры ультразвуковой волной. Для удобства эксплуата-
ции оба преобразователя размещаются в одной прикладываемой к
поверхности тела ультразвуковой головке (зонде).
В результате сравнения частот излученной и отраженной ультразву-
ковых волн выделяется разностная частота, пропорциональная скорости
движений объекта. Сигнал разностной частоты может быть преобразо-
ван в акустический (в случае контроля частоты сердцебиений), либо мо-
жет быть зарегистрирован на самописце.
В заключение этого раздела рассмотрим основные требования,
предъявляемые к эхографическим приборам, составляющим подавляю-
щее большинство ультразвуковой диагностической аппаратуры.
Наиболее важными, определяющими функциональные возможности
прибора, являются следующие его акустические параметры: наиболь-
шая глубина зондирования, мертвая зона, разрешающая способность.
Наибольшая глубина зондирования — максимальное расстояние от
зонда, на котором можно наблюдать отражения от границ раздела сред.
При измерении этого параметра в качестве эквивалента среды может
использоваться органическое стекло, а в качестве границы сред полно-
стью отражающая граница органическое стекло — воздух. Требования к
наибольшей глубине зондирования определяются объектом исследова-
ния. Так, в офтальмологии она должна составлять около 5 см, тогда как
при исследовании головного мозга около 25 см.
Наибольшая глубина зондирования определяется многими фактора-
ми: пьезомодулем пластины, мощностью излученного импульса, качест-
вом усилителя сигналов и др. Однако определяющим фактором является
частота ультразвука. Потери энергии в биологических тканях увеличи-
ваются почти линейно с частотой, поэтому при необходимости наблюде-
ния протяженных объектов используются более низкие частоты
(880 кГц), при объектах малых размеров частота обычно выбирается в
диапазоне 5—10 МГц.
С выбором частоты ультразвука тесно связан другой параметр —
разрешающая способность. Так как импульс ультразвука имеет опреде-
ленную длительность, то сигнал от двух рядом расположенных отражаю-
щих структур можно наблюдать только при расстоянии между ними,
Превышающем некоторое минимальное. Это минимальное расстояние и
называется разрешающей способностью (по глубине). Оно соответствует
половине длительности импульса ультразвука. С увеличением частоты
длительность импульса уменьшается, соответственно повышается раз-
решающая способность. На частоте 880 кГц разрешающая способность
составляет около 5 мм, на частоте 5,28 МГц — около 1 мм.
Мертвая зона представляет собой прилегающие к пьезопреобразова-
телю слои тканей (и соответствующую им начальную часть эхограммы),
информация о которых не может быть получена. Это объясняется нали-
чием излученного импульса, а также собственных затухающих колеба-
283
ний пьезопреобразователя. Величина мертвой зоны уменьшается с уве-
личением частоты ультразвука (уменьшается длительность импульса) и
на частоте 5,28 МГц не превышает 7 мм. При необходимости мертвая
зона может быть исключена с помощью слоя акустически прозрачного
материала, помещенного между зондом и поверхностью тела.
Раздел 2
ПРИБОРЫ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ
§ 1. Прибор для ультразвуковой диагностики одномерный
Эхоскоп акушерский ЭСМ-01 предназначен для диагностических ис-
следований в гинекологической и акушерской практике. Прибор разрабо-
тан ВНИИМП и выпускается Московским заводом ЭМА.
Основные технические данные прибора: частота ультразвуковых ко-
лебаний 0,88 МГц, 1,76 МГц, 2,64 МГц; глубина зондирования для мяг-
ких тканей (при диаметре зонда 26 мм) 300 мм на частоте 0,88 МГц,
200 мм на частоте 1,76 МГц, 150 мм на частоте 2,64 МГц; разрешаю-
щая способность (при измерении с фантомом из оргстекла) не хуже: для
частоты 0,88 МГц — 9 мм; для частоты 1,76 МГц — 5,5 мм, для частоты
2,64 МГц—3 мм; входной аттенюатор создает ослабление до 40 дБ, сту-
пенями по 5 дБ; временная автоматическая регулировка усиления
Рис. V — 5. Структурная схема эхоскопа ЭСМ-01.
(ВАРУ) действует на глубине до 7 см; диапазон измерения расстоя-
ний 0—250 мм, при этом погрешность не превышает +2,5 мм для рас-
стояний от 0 до 150 мм и +5 мм для расстояний свыше 150 мм; размер
изображения по горизонтали не менее 90 мм, по вертикали — не менее
40 мм; масштаб изображения по горизонтали плавно регулируется от
1,2 : 1 до 1 : 3; питание от сети переменного тока частотой 50 Гц, с номи-
нальными напряжениями 127 и 220 В, с отклонениями от номинала
+5%, —10%; потребляемая мощность не более 75 ВА; по защите от по-
ражения электрическим током прибор выполнен по классу I; габаритные
размеры 420Х730ХЮ60 мм (со столом); масса не более 20 кг (без
стола).
Структурная электрическая схема эхоскопа представлена на рис. V—
5, принципиальная электрическая схема — на рис. V—6 (см. вкладку).
284
Принципиальные электрические схемы отдельных блоков приведены на
рис. V—7—V—17, а эпюры напряжений, поясняющие работу прибора,—
на рис. V—18. К структурной схеме и эпюрам напряжений рекомендует-
ся обращаться при рассмотрении отдельных блоков прибора и их взаи-
модействия.
Эхоскоп состоит из следующих основных узлов: синхронизатора, бло-
ка запуска метки, блока метки, высокочастотного блока, видеоусилите-
ля, генератора временной автоматической регулировки усиления
(ВАРУ), генератора развертки, электронно-лучевой трубки и блоков пи-
тания. •
Синхронизатор (рис. V—7) предназначен для обеспечения син-
хронности работы узлов аппарата и состоит из задающего генератора и
трех генераторов задержки, запускающих генератор развертки, генера-
тор зондирующих импульсов и генератор ВАРУ. Задающий генератор —
блокинг-генератор на транзисторе V3, с импульсным трансформатором
Т1 генерирует короткие синхронизирующие импульсы длительностью
5—7 мкс с частотой повторения 1000 Гц. Импульсы снимаются с коллек-
тора V3 и запускают три генератора задержки, выполненные по схеме
ждущего блокинг-генератора с регулируемой длительностью импульса.
Генератор задержки развертки собран на транзисторе V10 и импульсном
трансформаторе Т4, генератор задержки зондирующих импульсов соот-
ветственно на элементах V4, Т2, а генератор задержки ВАРУ — на эле-
ментах V7, ТЗ. С помощью переменных резисторов 11, 16, 23 регулиру-
ются длительности задержки при производстве и ремонте прибора. Им-
пульсы, снимаемые с коллекторов транзисторов V4, V7, V10, через кон-
такты вилок XI подаются соответственно в высокочастотный блок, блок
ВАРУ и блок развертки.
Высокочастотный блок (рис. V—8) состоит из генераторной
части — генератора зондирующих импульсов и приемной части — делите-
ля входного сигнала, усилителя высокой частоты, детектора и ограни-
чителя.
Генератор зондирующих импульсов включает в себя ждущий бло-
кинг-генератор (транзистор V16, трансформатор Т2) и усилитель мощ-
ности на транзисторе V18. Блокинг-генератор запускается срезом им-
пульса, поступающего из блока синхронизации с задержкой 100 мкс по
отношению к синхронизирующему импульсу. Усиленный импульс с кол-
лектора V18 через разделительную емкость 15 поступает на излучатель,
подключенный к высокочастотному разъему (гнездо Э на панели управ-
ления). Регулировка выходной мощности производится плавным изме-
нением напряжения питания транзисторов V16 и V18 с помощью пере-
менного резистора R8 на рис. V—6, ось которого выведена на панель
управления (ручка «Мощность»),
Генерируемый пьезоэлектрической пластиной зонда ультразвуковой
импульс после отражения от исследуемых структур объекта возвращает-
ся к пластине, создавая на ее обкладках электрический сигнал. Через
переключатель S1 режимов работы —эхографический или трансмиссион-
ный (кнопки «Э», «Т» на панели управления) и согласующий трансфор-
матор Т1, принятый сигнал поступает на вход делителя. Делитель на ре-
зисторах 23—38 обеспечивает ступенчатое (по 5 дБ) ослабление входно-
го сигнала от 0 до 40 дБ. Входное и выходное сопротивления делителя
постоянны и составляют соответственно около 100 и 50 Ом. Переключе-
ние сопротивлений делителя производится с помощью переключателя S2
(ручка «Ослабление, дБ» на панели управления).
Прошедший через делитель сигнал поступает на четырехкаскадный
усилитель высокой частоты. Каждый каскад собран на двух транзисто-
рах V3—V6; V7—V10; VII—V14; V19—V20. Связь между каскадами ре-
зистивно-емкостная. Для автоматической регулировки усиления, необхо-
димой для подавления интенсивных сигналов мертвой зоны, усилитель
285
Цепь
Запуск
генератора
Конт.
Принципиальная электрическая . схема блока
синхронизации эхоскопа ЭСМ-01,
з'уэ-
Х2 Т
тт
_^-у-у-Г
7 2'- 3
Г
R23
дог
R3!
63,8
1332
39,2
333
39,2
334 L
39.2 [
335
39,2
336
39,2
337
39,2
338
39,2
499
38!
3,38
220,._____________
'»Усиление “
КБ.2
3,3н
H/S
220
КГ312Б
С!
КГЗ/2Б
373/26
37312Б
V2
V9
Д/04Д
Г
72
0,25
,349
/к
&35в
V2.2K
S2
0,012
±С4
- '0,0/2
_С6~
~0,012
. V/5
Д
Д9Ж\
его
5!
22н
.357
|/<7ад
..СБ
' '0.012
rfiw
¥560
ЗТ312Б 1 СИ
" 6800
'лег/ 4=Яп
560 0.012\
№ 1 “ Г’“
з/
220 V! (
¥ ?
ДЮ»,
\С25
+V20.0
Уг3
ЩП308
25
C2\V04OUI044
510^0/2
С12
TZ?7
I/А- ~\24О
'С22
07
TW
28 ..
¥^4
§ S
\R22
^.Зе
[Jw/
^0 t!
Ц355^...
V22\Al2K-^40
Д98{±С20
20,0
Приемник
R39
5
г/1 St '
____з_
Ослабле-
ние g 6
\»C4
Ц/йе 11Ш0
V3
7,0
||Ш
Y4,7h
35
51
тбвоо
344 ±015
!e
345
15
V!B
КТ805Д
6,8ц
!0° ni^
уюе те»
НТЗРЛ
п«/ Лад
V72 m
1^
0,1
ТЗ С/9 П1
СТ11—14 М-
1™ №
10,0
\№ И
р,7*
V24
ЪДЮ4Д
’ 359
= ^^н
6800
V25
ЪД’ОЬД
360
'- =С24 Юк
6800
Рве. V — 8, Принципиальная электрическая схема высокочастотного блока эхоскопа ЭСМ-01
управляется генератором ВАРУ. Напряжение ВАРУ (контакт /2 вилки
ХЗ) подается на диоды V24, V25, подключенные параддёльно-нагрузкам
второго и третьего каскадов. С увеличением управляющего напряжения,
подаваемого через резисторы 59, 60, сопротивление диодов уменьшается
и за счет их шунтирующего действия уменьшается коэффициент усиле-
ния усилителя. В момент генерации зондирующего импульса усиление
минимально. Затем коэффициент усиления увеличивается (примерно по
экспоненциальному закону) и через 90 мкс достигает своего номиналь-
ного значения. Ограничительные диоды VI—V2, V4—V5, V8—V9, V12—
V13 защищают усилитель от перегрузок, возникающих при генерации
зондирующих импульсов.
Резисторы 5, 13, 20, 50 создают отрицательную обратную связь пр Пе-
ременному току, а резисторы 6, 14, 21, 51, шунтированные конденсатора-
ми 2, 6, 10, 17,— по постоянному току. Благодаря этому повышается
устойчивость усилителя.
Напряжения, снимаемые с выходов первого и второго усилительных
каскадов, могут регулироваться с помощью сдвоенного потенциометра
8.1—8.2. При этом изменяется усиление всего усилителя (ручка «Усиле-
ние» на панели управления).
Усилитель имеет коэффициент усиления не менее 104 в полосе 0,5—
3,5 МГц и обеспечивает получение на выходе неискаженного сигнала ам-
плитудой до 10 В. С выхода усилителя сигнал через разделительный
трансформатор ТЗ поступает на детектор, собранный по схеме удвоения
на диодах V21, V22. Продетектированный сигнал подается на эмиттер-
ный повторитель на транзисторе V23. С помощью показанного на рис.
V—6 потенциометра R11 (ручка «Ограничение» на панели управления)
устанавливается рабочая точка повторителя и соединенного с ним пер-
вого каскада видеоусилителя (см. ниже), чем достигается регулировка
уровня ограничения шумов и слабых сигналов на эхограмме.
Усилитель питается от источника Ц-25 В (контакт 5 вилки ХЗ) через
индуктивно-емкостный фильтр L1—С25. На первые каскады усиления
напряжение подается через развязывающие цепочки R9—С4 и R16—С8.
С выхода эмиттерного повторителя V23 сигналы для дальнейшего
усиления поступают в блок видеоусилителя (рис. V—9). Пер-
вый фазоинверсный каскад видеоусилителя собран на транзисторах VI,
V2. С коллектора V2 сигнал через эмиттерный повторитель на транзи-
сторе V4 и составной эмиттерный повторитель на транзисторах V9 и
V10 поступает на второй каскад усиления (транзисторы V12 и V13).
Уровень сигнала фиксируется диодом V8 после разделительной цепочки
СЗ, R9. Разнополярные сигналы, снимаемые с коллекторов транзисторов
V12, V13 через разделительные конденсаторы 9, 10, подаются на верти-
кально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки.
На пластины трубки, помимо излученного и принятого излучателем
сигнала должны быть поданы также метки для измерения расстояния
между импульсами. Для этого в блок видеоусилителя из блока метки
через контакты 5—6 вилки XI поступают импульсы метки начала отсче-
та и измерительной метки. Импульсы меток усиливаются (транзисторы
V3, V7, VII) и через цепочку R16—С6 подаются на базу транзистора
V12. Полярность меток противоположна полярности сигнала и на экра-
не трубки они имеют вид коротких отрицательных импульсов.
Блок генератора ВАРУ (рис. V—10) предназначен для форми-
рования сигнала, управляющего во времени усилением усилителя высо-
кой частоты. Срезом поступающего из блока синхронизатора импульса
задержки ВАРУ (длительность 70 мкс) запускается ждущий мульти-
вибратор на транзисторах V2, V4. Прямоугольный импульс длительно-
стью 35—40 мкс через согласующий эмиттерный повторитель (транзи-
сторы V5, V6) и формирующую цепочку LI, R12, R13, С6 поступает в
высокочастотный блок. Уровень подавления усиления регулируется по-
288
19 № 1471
АРУ (контакт /2 вилки
параддельнбиагрузкам
авляющего напряжения,
ше диодов уменьшается
гея коэффициент усиле-
jero импульса усиление
ичивается (примерно по
гигает своего номиналь-
V4—V5, V8—V9, V12—
кающих при генерации
ю обратную связь пр пе-
рованные конденсатора-
,аря этому повышается
и второго усилительных
военного потенциометра
зилителя (ручка «Усиле-
менее 104 в полосе 0,5—
искаженного сигнала ам-
л через разделительный
шный по схеме удвоения
ал подается на эмиттер-
1ью показанного на рис.
> на панели управления)
соединенного с ним пер-
достигается регулировка
на эхограмме.
штакт 5 вилки ХЗ) через
ервые каскады усиления
точки R.9—С4 и R16—С8.
ггналы для дальнейшего
теля (рис. V—9). Пер-
фан на транзисторах VI,
I повторитель на транзи-
1Ь на транзисторах V9 и
ранзисторы V12 и VI3).
: разделительной цепочки
толлекторов транзисторов
9, 10, подаются на верти-
:евой трубки.
и принятого излучателем
,ля измерения расстояния
'силителя из блока метки
гльсы метки начала отсче-
силиваются (транзисторы
отся на базу транзистора
рности сигнала и на экра-
нных импульсов.
предназначен для форми-
'силением усилителя высо-
синхронизатора импульса
ускается ждущий мульти-
льный импульс длительно-
>ный повторитель (транзи-
R12, R13, С6 поступает в
усиления регулируется по-
Рис. V —9. Принципиальная электрическая схема блока видеоусилителя эхоскопа ЭСМ-01.
41
et
г
1НО)!
пшэы
дохд
..03Vns"
одеанг
аончиосиноя
„ ошаьГ'
одеанг
aoHiuodiHQn
чиаП
19 № 1471
п^ггтп
1—ГП—I—Г
Х1,1
Кою. Цепь
7 +25 В
Рис. V—10. Принципиальная электрическая схема блока генератора ВАРУ эхоскоца ЭСМ-01.
/7,7
Рис. V—П. Принципиальная электрическая схема блока запуска метки эхоскопа ЭСМ-01.
тенциометром (R2— ручка «ВАРУ» на панели управления, см. рис. V—
6) в цепи делителя сигнала на базе транзистора V5.
При необходимости сигнал ВАРУ может быть отключен. Для этого
ручка «ВАРУ» поворачивается против часовой стрелки до положения
«Выкл.» и выключатель на оси потенциометра разрывает цепь питания
блока.
Блок запуска метки (рис. V—11). В практике ультразвуковой
диагностики возникает необходимость измерения расстояний не только
от поверхности тела, т. е. от зондирующего импульса, но и между двумя
любыми точками на эхограмме. При таких измерениях начало отсчета
должно перемещаться в пределах рабочей части эхограммы. Это обес-
печивает находящийся в блоке генератор импульсов начала отсчета. Ге-
нератор, выполненный по схеме ждущего фантастрона (транзисторы V2,
V3, V5), запускается поступающим из блока синхронизатора импульсом
задающего генератора. Длительность импульса этого генератора регули-
руется в пределах 45—240 мкс с помощью переменного резистора 3
(ручка «Начало отсчета» на панели управления, см. рис. V—6).
Переменные резисторы 5, 6 служат для заводской установки указан-
ных пределов длительности.
Импульс с коллектора транзистора V5 через эмиттерный повторитель
(транзистор V6) поступает на усилитель (транзистор V7) с импульсным
трансформатором Т1. На вторичных обмотках трансформатора образу-
ются короткие импульсы, соответствующие фронту и срезу импульсов
фантастрона. Эти- импульсы через контакты 1—2 и 3 вилки XI поступа-
ют в блок метки.
Блок метки (рис. V—12). В блоке метки находятся два ждущих
фантастронных генератора: генератор «Измерение» (транзисторы V12,
V14, V15, V17) и генератор «Коррекция нуля» (транзисторы V2, V4, V5,
V7). Оба генератора запускаются одновременно импульсом, соответ-
ствующим срезу импульса генератора начала отсчета. Импульсы этих
генераторов через соответствующие эмиттерные повторители (V18 и V8)
поступают на формирователи — дифференцирующие усилители с нагруз-
кой в виде импульсного трансформатора (V19, Т2; V9, Т1). Со вторич-
ных обмоток импульсных трансформаторов снимаются короткие отрица-
тельные импульсы, соответствующие срезам импульсов фантастронов,
суммируются на смесителе — резисторе 32 и через контакты 13—14 вил-
ки XI подаются в блок видеоусилителя.
С помощью переменных резисторов, оси которых выведены на панель
управления (R4— ручка «Измерение» и R1 — ручка «Коррекция», см.
рис. V—6), длительность импульсов генератора «Измерение» регули-
руется в пределах 45—370 мкс, а длительность импульсов генератора
«Коррекция» — в пределах 40—50 мкс. Соответственно изменяется во
времени положение поступающих в видеоусилитель, а затем на пластины
электронно-лучевой трубки продифференцированных коротких импуль-
сов.
Импульсы генератора «Коррекция» создают на экране метку начала
отсчета, которая совмещается с зондирующим импульсом или с отра-
женным сигналом, расстояние от которого необходимо измерить. Им-
пульсы генератора «Измерение» создают на экране метку конца отсчета,
совмещаемую с отраженным сигналом, до которого измеряется расстоя-
ние. Отсчет расстояния йроизводится по градуированной в миллиметрах
шкале, связанной с осью прецизионного переменного резистора 4 (ручка
«Измерение» на панели управления).
Генератор «Коррекция» позволяет произвести в небольших пределах
регулировку положения начальной метки, чтобы точно совместить ее на
экране с измерительной меткой при нулевой установке шкалы измери-
теля и тем самым компенсировать возможные изменения параметров
элементов схемы.
292
равления, см. рис. V—
'5.
ь отключен. Для этого
трелки до положения
азрывает цепь питания
тактике ультразвуковой
расстояний не только
1ьса, но и между двумя
прениях начало отсчета
[ эхограммы. Это обес-
сов начала отсчета. Ге-
фона (транзисторы V2,
кронизатора импульсом
того генератора регули-
ременного резистора 3
см. рис. V—6).
ркой установки указан-
миттерный повторитель
стор V7) с импульсным
рансформатора образу-
|Нту и срезу импульсов
? и 3 вилки XI поступа-
находятся два ждущих
ше» (транзисторы V12,
транзисторы V2, V4, V5,
ю импульсом, соответ-
этсчета. Импульсы этих
повторители (V18 и V8)
щие усилители с нагруз-
Т2-, V9, Т1). Со вторич-
[аются короткие отрица-
йпульсов фантастронов,
ез контакты 13—14 вил-
рых выведены на панель
>учка «Коррекция», см.
1 «Измерение» регули-
ь импульсов генератора
тственно изменяется во
;ль, а затем на пластины
1нных коротких импуль-
на экране метку начала
импульсом или с отра-
(бходимо измерить. Им-
ане метку конца отсчета,
юго измеряется расстоя-
рованной в миллиметрах
1ного резистора 4 (ручка
и в небольших пределах
j точно совместить ее на
становке шкалы измери-
i изменения параметров
Pjig у—12. Принципиальная электрическая схема блока метки эхоскопа ЭСМ-01
1
я
а,
IX
Отметим, что ббльи
но синхронизирующее
держкой начала разве
экране зондирующий
начальной метки с на«
Градуировка шкал
рости распространен!!!
вует фактической для
мости в результаты иг
Блок разверт
напряжение, подавае»
тронно-лучевой трубк
сковой схемы (транзи
задержки, и генерато{
напряжения с систем*
(транзисторы V7, V8,
Л& конденсатора 5 со>
уменьшающееся паде
на резисторе 11 и пер»
ре, установленном на
ния (7 —ручка «Мас
у___6). Переменный р
ет изменять длительн
ного импульса, а, с
длительность развер
100—400 мкс.
С эмиттера транзи
разное напряжение ч<
9 подается на повыше
матор Т1. Со вторичн
обмоток трансформат
.са напряжением до к
лительные цепочки С
R13 и фиксирующие
фазе на горизонталь
трубки.
В блоке развертки
тель (транзистор V2]
после усиления импу..
вой трубки.
Источники питани
трех блоках. Блоки
ное напряжение -|-30С
Переменное напряже!
выпрямляется мосто»
ром (конденсаторы 1,
Регулировка полоз
ленным на задней ст
см. рис. V—6).
С помощью делит*
также напряжение
блоке питания II.
Блоки питани
билизированное напр.
не менее 100. Выпря»
здается мостом VI (;
используется составн
ляющий усилитель (ч
CR то X Л
aV91d38£Ud одванг iOHQLrOdlHOX TO s X X
л 6 gnimanw X X X r?
S 3 дш-типц
г i afiudoH 1
8 L oiagagou эшпииги Рис
b £ Hafiuop
и 809+
чиа^п
IX
Отметим, что большая задержка зондирующего импульса относитель-
но синхронизирующего (100 мкс) по сравнению с соответствующей за-
держкой начала развертки (85 мкс) позволяет Полностью наблюдать на
экране зондирующий импульс, что обеспечивает удобство совмещения
начальной метки с началом этого импульса.
Градуировка шкалы ручки «Измерение» произведена, исходя из ско-
рости распространения ультразвуковой волны 1540 м/с, что соответст-
вует фактической для мышечных тканей. Для других сред при необходи-
мости в результаты измерений могут вноситься поправки.
Блок развертки (рис. V—13). В блоке создается пилообразное
напряжение, подаваемое на горизонтально отклоняющие пластины элек-
тронно-лучевой трубки для наблюдения эхограмм. Блок состоит из спу-
сковой схемы (транзисторы V4, V5), включаемой импульсом генератора
задержки, и генератора пилообразного
напряжения с системой линеаризации
(транзисторы V7, V8, V10). Ток заря-
да конденсатора 5 создает постепенно
уменьшающееся падение напряжения
на резисторе //и переменном резисто-
ре, установленном на панели управле-
ния (7—ручка «Масштаб», см. рис.
V—6). Переменный резистор позволя-
ет изменять длительность пилообраз-
ного импульса, а, следовательно, и
длительность развертки в пределах
100—400 мкс.
С эмиттера транзистора V8 пилооб-
разное напряжение через конденсатор
9 подается на повышающий трансфор-
матор Т1. Со вторийных повышающих рис у—14. Принципиальная элект-
обмоток трансформатора два импуль- рическая схема блока питания I эхо-
•са напряжением до 130 В через разде- скопа ЭСМ-01.
лительные цепочки CH, R15 и С12,
R13 и фиксирующие уровень диоды Vll, V12 подаются в противо-
фазе на горизонтально отклоняющие пластины электронно-лучевой
трубки.
В блоке развертки создаются также импульсы подсвета. На усили-
тель (транзистор V2) импульс подается с эмиттера транзистора V4 и
после усиления импульс подсвета поступает на катод электронно-луче-
вой трубки.
Источники питания электрических цепей прибора смонтированы в
трех блоках. Блокпитания I (рис. V—14) создает нестабилизирован-
ное напряжение 4-300 В для смещения луча электронно-лучевой трубки.
Переменное напряжение вторичной обмотки силового трансформатора
выпрямляется мостом VI и фильтруется резистивно-емкостным фильт-
ром (конденсаторы 1, 2, резистор /).
Регулировка положения луча производится потенциометром, установ-
ленным на задней стенке прибора (13— ручка «ф», 17—ручка «<->»,
см. рис. V—6).
С помощью делителя на резисторах 2, 3 в блоке питания I создается
также напряжение -4-190 В, необходимое для работы стабилизатора в
блоке питания II.
Блоки питания II и III (рис. V—15 и рис. V—16) создают ста-
билизированное напряжение 25 и 60 В с коэффициентом стабилизации
не менее 100. Выпрямленное напряжение для стабилизатора 4-25 В со-
здается мостом VI (см. рис. V—15). В качестве проходного элемента
используется составной транзистор V2—V3 (V3 — выходной). Управ-
ляющий усилитель (транзистор V4) питается напряжением 80 В с вы-
295
прямительного моста V7 стабилизатора +60 В. Для создания опорного
напряжения используется стабилитрон V5.
Стабилизатор +60 В имеет аналогичное устройство. Выходной тран-
зистор проходного элемента установлен в блоке питания III (транзи-
стор VI, см. рис. V—16).
Управляющий усилитель на транзисторе V9 питается напряжением
+ 110 В, снимаемым с делителя в блоке питания I (+190 В). Опорное
напряжение создается стабилитронами V10, VII.
Рис. V— 15. Принципиальная электрическая схема блока питания II эхоскопа ЭСМ-01.
Для питания анода электронно-лучевой трубки напряжением 3000 В
используется выпрямитель, собранный по схеме удвоения на высоко-
вольтных выпрямительных столбах VI, V3 и конденсаторах 1, 7 (см.
рис. V—6). Общая точка конденсаторов соединена с корпусом и напря-
жение —1500 В на конденсаторе 7 используется для регулировок фоку-
са и яркости луча трубки. Это напряжение вводится в высоковольт-
ный блок (рис. V—17), где находится резистивный делитель. В цепь
делителя включены установленные на задней стене прибора потенцио-
метры, с помощью которых производится необходимая регулировка на-
пряжений на первом аноде трубки (10— ручка «Фокус», см. рис. V—6)
и на ее катоде (12— ручка «Яркость», см. рис. V—6).
Сетевое питание подается на первичную обмотку силового трансфор-
матора Т1 через двухполюсный выключатель (кнопка S1 — «Сеть —
выкл.» на панели управления) и предохранители Fl, F2. Предохрани-
тель F1 используется одновременно для переключения аппарата на
напряжение питания 127 В.
От обмотки VII силового трансформатора (см. рис. V—6) питаются
лампы накаливания V4, V5, служащие для подсвета шкалы измерите-
ля. Ток питания ламп может изменяться с помощью переменного рези-
стора 16 (регулировка «Подсвет шкалы» на задней стенке прибора). От
этой же обмотки питаются лампы накаливания V6, VZ, которые подсве-
чивают вставку с данными пациента при фотографировании эхограммы.
Яркость подсвечивания изменяется переменным резистором 22 (регули-
ровка «Подсвет» на задней стене).
На рис. V—18 приведены эпюры напряжений, поясняющие работу
прибора и его узлов.
Устройство прибора. Прибор 1 (см. рис. V—19) смонтирован
в металлическом корпусе с литыми боковинами, стянутыми передней и
задней стенками, и со съемными верхней и нижней крышками. Боковины
с обеих сторон имеют ручки для переноски прибора. На верхней крыш-
ке крепится съемная фотоприставка 2. Прибор устанавливается на по-
движном столике 3, на полке которого в специальном гнезде помещается
зонд 4.
ма блока питания III эхоскопа ЭСМ-01.
Рис. V—17. Принципиальная электрическая схе-
ма блока высоковольтного эхоскопа ЭСМ-01.
Рис. V—18. Эпюры напряжений эхоскопа ЭСМ-01.
а — синхронизирующий импульс; б — импульс задержки
генератора развертки; в — импульс задержки генератора
зондирующих импульсов; г — импульс задержки генера-
тора ВАРУ; д — импульс генератора развертки; е — зон-
дирующий импульс; ж — импульс генератора ВАРУ; з —
высокочастотный импульс; и — импульс генератора «на-
чало отсчета»; к—импульс генератора «измерение»; л—
импульс генератора «коррекция»; м — измерительные им-
пульсы; н — эхограмма.
На панели управления прибора размещены: в центре — экран 5
электронно-лучевой трубки, закрытый пластиной из органического стек-
ла с нанесенной на нее сантиметровой сеткой, шкала измерительного
устройства и вставка для регистрации данных больного.
Слева — ручки «Коррекция» 6, «Начало отсчета» 7 и «Измерение»,
служащие для перемещения меток по экрану трубки, ручка 8 «Масш-
таб», регулирующая длительность развертки, и ручка 9 «Ослабление
297
ДБ», коммутирующая резисторы входного делителя, изменяя тем са-
мым ослабление сигналов ступенями по 5 дБ.
Справа — сигнальная лампа включения аппарата, кнопки 10 «Сеть —
выкл.» для включения и выключения напряжения питающей сети, руч-
ка 11 «Ограничение» для ослабления шумов и слабых сигналов, руч-
ка 12 «Мощность», с помощью которой регулируется интенсивность
зондирующих импульсов, ручка 13 «ВАРУ» для регулировки глубины
действия автоматической регулировки усиления и его отклю-
чения. Внизу — ручка 14 «Усиление», изменяющая величину сигналов на
входе второго и третьего каскадов усилителя высокой частоты, гнез-
да «Т» — трансмиссия и «Э» — эхограмма для подключения высокоча-
стотных кабелей с зондами, кнопки 15 «Э — Т», с помощью которых вход
усилителя подключается к соответствующему гнезду.
На задней стенке аппарата расположены ручки регулировки режима
работы трубки: «Яркость», «Фокус», «<-»>, «<->», а также яркости
подсвета шкалы измерителя
«Подсвет шкалы» и подсвета дан-
ных больного «Подсвет». На зад-
ней стенке находятся держатели
предохранителей, несъемный се-
тевой шнур, а также гнезда для
контроля стабилизированных на-
пряжений, напряжений ВАРУ,
развертки, импульса синхрониза-
ции, метки, выхода детектора и
видеосигнала.
Вид прибора со снятой верх-
ней крышкой показан на рис.
V—20. В центре размещена элек-
тронно-лучевая трубка 1, экран
которой расположен в окне пе-
редней стенки, а цоколь выступа-
ет из задней стенки и закрыт ко-
жухом 2.
Справа от трубки укреплены
общей планкой 3 восемь съемных
печатных плат: плата 4 блока
«ВАРУ», плата 5 блока запуска
меток, плата 6 блока метки, пла-
та 7 блока синхронизации, пла-
та 8 блока развертки, плата 9
блока видеоусилителя, плата 10
блока питания III, плата 11 бло-
ка питания II.
Рис. V—19. Общий вид эхоскопа ЭСМ-01. Высокочастотный блок 12 по-
Объяснение в тексте. мещен в замкнутом экране под
трубкой. Справа от трубки на
шасси размещены конденсаторы 13 и выпрямительные столбы 14 высо-
ковольтного выпрямителя, силовой трансформатор 15. Над трубкой у
задней стенки смонтирована плата 16 высоковольтного блока.
На рис. V—21 показана конструкция зонда. В корпусе 1 установлена
пьезоэлектрическая пластина 2 из цирконата-титаната бария. Для умень-
шения длительности собственных колебаний пластины применены демп-
фирующие элементы 3. С внешней стороны пьезоэлектрическая пла-
стина закрыта согласующим слоем 4, обеспечивающим также ее меха-
ническую защиту. Напряжение возбуждения подается на пластину по
высокочастотному коаксиальному кабелю, подключаемому к разъему 5,
через согласующий трансформатор 6 с отводами.
298
геля, изменяя тем са-
па, кнопки 10 «Сеть —
я питающей сети, руч-
слабых сигналов, руч-
[руется интенсивность
регулировки глубины
:ния и его отклю-
I величину сигналов на
высокой частоты, гнез-
одключения высокоча-
иомощью которых вход
аду.
,и регулировки режима
*», а также яркости
шкалы измерителя
гкалы» и подсвета Дан-
ию «Подсвет». На зад-
находятся держатели
[телей, несъемный се-
), а также гнезда для
!табилизированных на-
напряжений ВАРУ,
импульса синхрониза-
I, выхода детектора и
да.
ибора со снятой верх-
кой показан на рис.
ентре размещена элек-
евая трубка 1, экран
шположен в окне пе-
нки, а цоколь выступа-
ей стенки и закрыт ко-
от трубки укреплены
нкой 3 восемь съемных
плат: плата 4 блока
плата 5 блока запуска
та 6 блока метки, пла-
а синхронизации, пла-
са развертки, плата 9
еоусилителя, плата 10
зния III, плата 11 бло-
5 II.
частотный блок 12 по-
шмкнутом экране под
Справа от трубки на
льные столбы 14 высо-
гор 15. Над трубкой у
ътного блока.
корпусе 1 установлена
ната бария. Для умень-
:тины применены демп-
Зезоэлектрическая пла-
ающим также ее меха-
дается на пластину по
ючаемому к разъему 5,
Рис. V — 20. Эхоскоп ЭСМ-01 со снятой верхней крышкой. Объяснение -в тексте.
Для удобства эксплуатации в комплект
прибора входит передвижной столик с на-
клоном крышки около 10°. В нижней части
-столика имеется полка с гнездами для зон-
дов и принадлежностей. В верхней части
выдвижные ящики для рабочего комплекта
и полка для ведения записи.
В комплект к аппарату придаются: стол (в разо-
бранном виде), фотоприставка, фотоаппарат, высо-
кочастотный кабель, зонды — 3 шт. диаметром 26 мм
(0,88 МГц, 1,76 МГц, 2,64 МГц), 2 шт. диаметром
10 мм (1,76 МГц, 2,64 МГц), 3 соединительных ре-
монтных кабеля н другие принадлежности.
Подготовка кработе и управле-
ние прибором при проведении ис-
следования. Собрав входящий в комп-
лект стол, устанавливают на нем прибор.
Переводят ручки управления на передней
панели в исходное положение; у выключа-
теля сети должна быть нажата кнопка
«Выкл.», указатель шкалы измерительного
прибора должен быть на отметке 10—20 мм,
ручка «Ослабление, дБ» должна быть в по-
ложении «0», ручка «ВАРУ» — в положении
«Выкл.», ручки «Ограничение», «Мощ-
ность», «Усиление» — в крайнем левом по-
ложении, остальные ручки — в среднем по-
ложении.
При работе в эхографическом режиме
кабель с зондом подключают к гнезду «Э»
и у переключателя «Э — Т» нажимают кноп-
Рис. V — 21. Конструкция зон-
да эхоскопа ЭСМ-01. Объясне-
ние в тексте.
299
ку «Э». При работе в трансмиссионном режиме к гнезду «Т» подклю-
чают второй кабель с зондом и нажимают кнопку «Т».
При необходимости фотографирования эхограмм на штанге, распо-
ложенной на крышке прибора, закрепляют фотоконус с фотоаппара-
том. Рекомендуемая чувствительность фотопленки — 250 ед. При этом
диафрагма должна быть — 4, а экспозиция '/is с.
Вставив вилку сетевого шнура в розетку, включают прибор нажа-
тием кнопки «Сеть». При этом загорается сигнальная лампа и осве-
щаются шкала измерителя и устройство подсвета данных больного.
После 2-минутного прогрева ручкой «Яркость» добиваются появле-
ния на экране светящейся линии развертки с зондирующим импульсом
и двумя метками. Ручкой «Фокус» добиваются четкого изображения, а
ручками «<-»» и «J» устанавливают развертку в середине экрана.
После 15-минутного прогрева производят настройку измерительного'
устройства. Для этого, установив ручкой «Измерение» шкалу на нуль,
вращением ручки «Коррекция» добиваются совмещения начальной и
измерительной меток.
Смазав вазелиновым маслом поверхность тела пациента в исследуе-
мой области, прикладывают ультразвуковой зонд. Поворачивая ручки
«Мощность» и «Усиление» и меняя положение зонда, добиваются полу-
чения эхограммы. Для выделения отдельных участков эхограммы ме-
няют ее масштаб (ручка «Масштаб»),
При наличии шумов на развертке их можно убрать, поворачивая
по часовой стрелке ручку «Ограничение».
Для уменьшения сигналов мертвой зоны включают временную авто-
матическую регулировку усиления (ручка «ВАРУ»),
Измерение расстояния между двумя сигналами производят с по-
мощью меток. Ручкой «Начало отсчета» начальную метку совмещают
с фронтом зондирующего или другого сигнала, от которого производит-
ся отсчет, а измерительную метку с помощью ручки «Измерение» совме-
щают с фронтом сигнала, до которого измеряют расстояние. Отсчет
производят по показанию шкалы, причем при работе в трансмиссионном
режиме показания удваивают.
С помощью входного аттенюатора можно оценивать отношение
амплитуды сигналов в децибеллах. Для этого ручкой «Ослабление, дБ»
(не изменяя мощности и усиления) добиваются уменьшения величины
большего сигнала до размера, который имел меньший. Отсчет произ-
водят по шкале этой ручки.
При фотографировании эхограммы данные пациента записывают на
полупрозрачной вставке из оргстекла, которую вставляют в прорезь,
справа от экрана. В процессе съемки следует контролировать эхограм-
му через смотровое окно, закрыв его светозащитным стеклом.
По окончании работы ручку «Мощность» устанавливают в крайнее
левое положение и нажимают кнопку выключателя сети «Выкл.».
В процессе эксплуатации один раз в месяц у прибора следует про-
водить проверку глубины зондирования. Для этого к прибору подклю-
чают зонд диаметром 26 мм и устанавливают его на входящий в комп-
лект тест-объект, смазанный вазелиновым маслом. С помощью ручек
«Мощность» и «Усиление» на экране надо получить повторяющиеся от-
ражения от дальнего торца тест-объекта (ручка «ВАРУ» в положении:
«Выкл.», ручка «Масштаб» в крайнем левом положении). В зависимо-
сти от рабочей частоты зонда этих отражений должно быть не менее:
5 — для частоты 0,88 МГц, 4 — для частоты 1,76 МГц, 2 — для частоты
2,64 МГц. Проверка других параметров, в том числе точности измерения
расстояний, производится не реже 1 раза в год техническим персоналом.
300
§ 2. Прибор для ультразвуковой диагностики двумерный
Эхоскоп акушерский сканирующий ЭСМС-01 разработан ВНИИМП
и выпускается Московским заводом ЭМА.
Эхоскоп предназначен для диагностических исследований в акушер-
стве и гинекологии, может применяться и в других областях медицины.
Основные технические данные прибора: эхограммы типа А наблю-
даются на экране с рабочим размером 100 X 70 мм; эхограммы типа В
получаются методом линейного сканирования на экране с послесвече-
нием с рабочим размером 180X130 мм в масштабе 1:1,5; частоты
ультразвуковых колебаний 0,88; 1,76; 2,64 МГц; глубина зондирования:
при одномерном зонде диаметром 26 мм на частоте 0,88 МГц — 300 мм,
1,76 МГц — 200 мм; 2,64 МГц—150 мм; при зонде сканирующем на-
ружном на частоте 1,76 МГц—-120 мм; разрешающая способность: при
зонде одномерном диаметром 26 мм на частоте 0,88 МГц — 5 мм;
1,76 МГц — 3 мм, 2,64 МГц — 2 мм; при зонде сканирующем наружном
на частоте 1,76 МГц — 4 мм; измерительное устройство позволяет изме-
рять на эхограммах расстояния в тканях от 0 до 250 мм при установке
Рис. V — 22. Структурная схема прибора ЭСМС-01.
начала отсчета в пределах 0—150 мм; питание от сети переменного
тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В +5%, —10%; потребляемая
мощность не более 250 ВА; по защите от поражения электрическим то-
ком прибор выполнен по классу I; габаритные размеры (без стола)
600X220X520 мм; масса (без стола) 29 кг.
Учитывая сложность электронной части прибора, рассмотрим его
устройство и принцип действия по структурной схеме (см. рис. V—22).
Работа всех блоков прибора синхронизируется задающим импульсом,
вырабатываемым в блоке синхронизатора. В этом же блоке имеются
два генератора задержки, запускаемые задающим импульсом. Срез
одного импульса задержки (100 мкс) запускает генератор зондирующих
импульсов. Срез другого импульса задержки (85 мкс) запускает гене-
раторы развертки А и В, а также генератор автоматической регулировки
усиления. Меньшая задержка разверток по сравнению с задержкой зон-
дирующего импульса позволяет наблюдать этот импульс на экранах ин-
дикаторов.
301
Генератор зондирующих импульсов обеспечивает возбуждение
ультразвуковых колебаний пьезоэлектрической пластины зонда. Мощ-
ность этих колебаний плавно регулируется ручкой «Мощность» на пане-
ли управления. В зависимости от используемого режима — эхографиче-
ского или трансмиссионного — прием отраженных сигналов произво-
дится на излучающий зонд, либо на второй зонд, подключаемый к гнез-
ду «Гл> (в последнем случае переключатель «Э— Т» режима работы на-
ходится в положении <иТ»).
Принятые зондом отраженные ультразвуковые колебания преобра-
зуются пьезоэлектрической пластиной зонда в электрические колебания
и поступают на вход усилителя высокой частоты. Установленный на
входе усилителя аттенюатор позволяет ослаблять сигналы в пределах
О—40 дБ, ступенями по 5 дБ.
Для временной автоматической регулировки усиления, что необхо-
димо для выравнивания сигналов, поступающих от расположенных на
разной глубине структур, в усилитель высокой частоты поступает им-
пульс напряжения, вырабатываемый генератором «ВАРУ». Напряже-
ние «ВАРУ» имеет пилообразную форму и изменяет коэффициент уси-
ления усилителя таким образом, что в момент генерации зондирующего
импульса он минимален и увеличивается со временем по закону, близ-
кому к экспоненциальному. Это позволяет компенсировать ослабление
ультразвуковых колебаний из-за поглощения в тканях, отражений от
различных неоднородностей и других причин. Уровень усиления, обес-
печиваемый «ВАРУ», и область, на которую она распространяется, ре-
гулируется ручками «ВАРУ — I, II, III — длительность».
Продетектированные сигналы с выхода усилителя высокой частоты
поступают в видеоусилители А и В. В видеоусилителе А создаются уси-
ленные разнополярные сигналы, подаваемые на вертикально-отклоняю-
щие пластины электронно-лучевой трубки — индикатора А. В видео-
усилителе В создается усиленный сигнал, поступающий на модулятор
электронно-лучевой трубки — индикатор В.
На горизонтально-отклоняющие пластины трубки индикатора А по-
дается пилообразное напряжение развертки, создаваемое генератором
развертки А. Длительность развертки регулируется ручкой «Масштаб А»
в пределе 100—400 мкс. Строчная отклоняющая катушка трубки ин-
дикатора В питается пилообразным импульсом тока, создаваемом ге-
нератором развертки В. Импульсы генераторов разверток создают на
экранах горизонтальное отклонение луча. Отклонение луча трубки ин-
дикатора В по вертикали создается генератором кадровой развертки.
Значение этого напряжения определяется положением пьезопреобразо-
вателя сканирующего зонда (см. ниже).
Измерение расстояний между сигналами на эхограммах производит-
ся с помощью измерительного блока. Задающий импульс из блока син-
хронизатора запускает смонтированный в измерительном блоке генера-
тор начала отсчета. Длительность импульса этого генератора регули-
руется ручкой «Начало отсчета» в пределах 45—260 мкс. Срез импульса
запускает два импульсных генератора — измерительного импульса и
коррекции нуля. Генератор измерительного импульса вырабатывает
импульс, длительность которого регулируется ручкой «Измерение» в
пределах 45—-370 мкс. Из среза этого импульса формируется короткий
измерительный импульс (метка конца отсчета), который подается в ви-
деоусилители, где смешивается с сигналом и вместе с ним поступает
на индикаторы. На индикаторе А метка имеет вид отрицательного пика,
на индикаторе В метка представляет собой тонкую линию, параллель-
ную направлению движения пьезопреобразователя.
Генератор коррекции нуля создает импульс, регулируемый ручкой
«Коррекция» в пределах 40—50 мкс. Из среза этого импульса форми-
руется измерительный импульс (метка начала отсчета), который также
302
через видеоусилители поступает на экраны электронно-лучевых трубок.
При измерении расстояний на эхограммах предварительно устанав-
ливают шкалу «Измерение» на нулевое деление. Если метки начала и
конца отсчета не совпадают, то их совмещают с помощью ручки «Кор-
рекция». Затем ручкой «Начало отсчета» подводят соответствующую
метку под сигнал на эхограмме, от которого хотят измерить расстояние,
а ручкой «Измерение» совмещают метку конца отсчета с сигналом, до
которого производится измерение. Отсчет получают по шкале в реаль-
ных расстояниях в ткани. При этом следует учитывать, что градуировка
шкалы производилась для средней скорости распространения ультра-
звуковой волны в мягких тканях— 1500 м/с.
Рис. V — 23. Устройство сканирующего зонда прибора ЭСМС-01. Объяснение
в тексте.
При работе одномерным способом используют один из придаваемых
к прибору одномерных зондов: диаметром 26 мм и резонансной часто-
той 0,88; 1,76, 2,64 МГц, диаметром 10 мм и резонансной частотой
1,76; 2,64 МГц. При работе двумерным способом применяется скани-
рующий зонд. Прибор оснащен тремя сканирующими зондами с рабочей
частотой 1,76 МГц: двумя наружными (один из них с акустической за-
держкой) и одним полостным.
Конструкция сканирующего зонда показана на рис.
V—23. Зонд состоит из пластмассового корпуса 1, в который вставлено
основание 2 с шахтой 3 из фольгированного стеклотекстолита. В шахте
перемещается поршень 4, несущий пьезоэлектрическую пластину 5. Кор-
пус крепится в ручке 6 и герметично соединен с головкой 7, в которой
имеются штуцеры 8. Штуцеры подключаются гибкими шлангами к гид-
роприводу, подающему в них поочередно под давлением жидкость
(вода с добавкой глицерина). При создании давления в шахте перед
поршнем (со стороны головки) он передвигается к концу корпуса до
резинового буфера 9. В этот момент жидкость подается под давлением
в другой штуцер, соединенный через канавку 10 с полостью шахты по
другую сторону поршня. При этом поршень начнет двигаться в сторону
головки до встречи с резиновым буфером 11. Время одного хода порш-
ня 1 с, ход поршня около 13 см.
Поршень на своих боковых и верхней гранях имеет пружинящие
контакты. Боковые контакты скользят по токопроводящим шинам 12, ко-
торыми являются полоски фольги на стенках шахты. С помощью этих
контактов электроды пьезоэлектрической пластины соединяются с коа-
ксиальным высокочастотным кабелем. Один верхний контакт скользит
303
по токопроводящей шине 13, а второй по реохорду 14, который пред-
ставляет собой проволочную спираль из сплава палладия с вольфра-
мом, намотанную на медный покрытый лаком стержень. Реохорд пи-
тается напряжением частотой 5 кГц, поступающим с блока генератора
кадровой развертки. Напряжение, снимаемое с реохорда, определяет
местоположение поршня с пьезоэлектрической пластиной. Это напря-
жение подается в блок кадровой развертки, где оно детектируется и
Рис. V — 24. Общий вид прибора ЭСМС-01. Объясне-
ние в тексте.
после усиления подается на кадровую отклоняющую катушку. Этим
обеспечивается синхронность движения пьезопреобразователя в зонде
и развертки на экране,индикатора В.
Описанная конструкция применена во всех трех сканирующих зон-
дах. Полостной зонд отличается от наружных меньшими поперечными
размерами. Один из наружных зондов имеет устройство акустической
задержки. Устройство представляет собой выступ на всей длине зонда,
Заполненный касторовым маслом. Акустическая задержка позволяет
исключить влияние мертвой зоны, затрудняющей наблюдение поверх-
ностно расположенных структур.
Для перемещения поршня в зонде служит блок гидропривода. Дав-
ление в системе создается с помощью двух поочередно сжимаемых силь-
фонов. Механическое устройство превращает вращательное движение
вала электродвигателя в поступательное движение толкателей, связан-
ных с сильфонами. Сильфоны, соединенные со штуцерами зонда, создают
давление воды то по одну, то по другую сторону поршня, обеспечивая
его возвратно-поступательное движение. - -
304
В гидроприводе вырабатывается также сигнал, управляющий затво-
ром фотоаппарата в блоке фотографирования. Этим обеспечивается ав-
томатическое фотографирование одного кадра эхограммы типа В.
Блок питания включает в себя силовой трансформатор, несколько
выпрямителей и электронных стабилизаторов, обеспечивающих необхо-
димыми напряжениями остальные блоки. Для питания 3-го анода элек-
тронно-лучевой трубки индикатора В имеется блок преобразователя, ра-
ботающий на частоте 50 кГц и создающий на выходе выпрямленное
напряжение 9 кВ.
Устройство п р и б о р а. Прибор (рис. V—<24) смонтирован в пря-
моугольном металлическом корпусе 1 с ручками для переноски. Перед-
няя стенка корпуса служит панелью управления, на ней расположены
экраны 2 обоих индикаторов и ручки управления. Часть ручек разме-
щена на задней стенке, где находится также ввод сетевого кабеля и
контрольные гнезда для проверки режимов работы отдельных блоков.
На верхней крышке прибора имеется штанга с откидным фотографиче-
ским тубусом 3. Тубус может устанавливаться против каждого из экра-
нов для фотографирования соответствующей эхограммы. Прибор уста-
навливается с небольшим наклоном на передвижном столе 4, имеющем
полку с гнездами для одномерных зондов 5 и выдвижным ящиком для
принадлежностей.
Отдельным напольным блоком с колесами смонтирован гидропри-
вод 6. Гидросистема привода гибкими шлангами соединяется со шту-
церами сканирующего зонда 7.
Управление прибором при проведении исследо-
вания принципиально не отличается от управления эхоскопом
ЭСМ-01. Из особенностей эксплуатации укажем лишь на необходимость
тщательно оберегать сканирующие зонды, имеющие чувствительную ме-
ханическую систему, от толчков и ударов, а также следить за герме-
тичностью гидросистемы и периодически менять в ней жидкость.
20 № И71
I
ГЛАВА VI
ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПДСНОСТИ
ЭЛЕКТРОМЕДИЦИНСКОЙ АППАРАТУРЫ
Раздел 1
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ
Одной из важнейших задач при разработке, промышленном выпуске
и эксплуатации электромедицинской аппаратуры является обеспечение
полной электробезопасности для обслуживающего персонала и па-
циентов.
В данной главе рассматриваются вопросы электробезопасности, свя-
занные с конструкцией, а также эксплуатацией электромедицинских
приборов и аппаратов. Разбираются возможные опасности, возникаю-
щие для обслуживающего персонала и пациентов и необходимые меры
защиты. В круг рассматриваемых вопросов, помимо опасного действия
низкочастотных токов, включены также средства защиты от высоко-
частотных полей, создаваемых при работе ряда физиотерапевтических
аппаратов.
В настоящем разделе будут рассмотрены вопросы опасного действия
на организм электрического тока и основные предохранительные сред-
ства — защитное заземление, зануление.
Поражение организма электрическим током может быть в виде элек-
трической травмы или электрического удара.
Электрические травмы — это результат внешнего местного действия
тока на тело: электрические ожоги, электрометаллизации кожи, знаки
тока.
Электрические ожоги являются следствием теплового действия тока,
проходящего через тело человека, либо происходят под действием элек-
трической дуги, возникающей обычно при коротких замыканиях в уста-
новках с напряжением выше 1000 В.
Электрометаллизация кожи происходит при внедрении в кожу мель-
чайших частиц расплавленного под действием тока металла.
Электрические знаки тока, являющиеся поражением кожи в виде рез-
ко очерченных округлых пятен, возникают в местах входа и выхода
тока из тела при плотном контакте с находящимися под напряжением
частями.
Электрический удар — возбуждение тканей организма под действием
тока, которое сопровождается непроизвольным судорожным сокраще-
нием мышц.
Электрические удары могут вызывать наиболее тяжелые поврежде-
ния, поражая внутренние органы человека: сердце, легкое, центральную
нервную систему и др. В результате электрического удара может иметь
место расстройство сердечной деятельности (нарушение ритма, фибрил-
ляция желудочков сердца), расстройство дыхания, шок, в особо тяже-
лых случаях приводящие к смертельному исходу.
Действие электрического тока на организм зависит от большого ко-
личества различных факторов, основными из которых являются: вели-
чина тока, определяемая приложенным к телу напряжением и сопротив-
лением тела, род и частота тока, продолжительность воздействия, путь
прохождения тока.
Величина тока является основным параметром, определяющим сте-
пень поражения. При сжимании руками электродов ощущения тока ча-
306
стотой 50—60 Гц появляются при силе тока около 1 мА, при увеличе-
нии тока до 5—10 мА начинаются судороги в руках, при токе 12—15 мА
уже трудно оторваться от электродов. При 50—80 мА наступает пара-
лич дыхания, а при 90—100 мА и длительности воздействия 3 с и бо-
лее— паралич сердца. При действии постоянного тока соответствующие
реакции имеют место в момент замыкания и размыкания цепи и насту-
пают при значительно большей его величине. Так ощущение постоян-
ного тока появляются при 5—10 мА, затруднение дыхания при 50—
80 мА, паралич дыхания-—при 90—100 мА.
Развитие медицинской техники, применяемой в кардиологии, приве-
ло к появлению нового вида воздействия электрического тока на орга-
низм. Речь идет о нарушении сердечной деятельности, включая фиб-
рилляцию, вызванную очень малыми токами (доли миллиампера), про-
текающими через введенный в сердце электрод или катетер.
Использование внутрисердечного электрода (при внешней электро-
кардиостимуляции) или катетера, заполненного электропроводящим
раствором (при измерении давления в камерах сердца), сводит на нет
защитные свойства кожи, а также шунтирующее действие различных
слоев тканей, окружающих сердце. Ток получает непосредственный до-
ступ к сердечной мышце, в которой в месте контакта создается очаг
возбуждения фибрилляции.
Экспериментальные исследования, а также анализ несчастных слу-
чаев показали, что минимальная сила тока, вызывающего фибрилляцию
при прохождении непосредственно через сердце, составляет 50—100 мкА.
По сравнению с действием через поверхность тела эта пороговая вели-
чина уменьшилась на три порядка. Указанное действие тока специфич-
но для случаев применения определенных видов электромедицинской
аппаратуры и не имеет места в быту и на производстве.
Рассмотренные выше различные виды действия электрического тока
на организм характеризовались значениями тока, а не приложенного
к телу напряжения. Это объясняется главенствующей ролью тока в раз-
витии реакции организма. Однако во многих случаях представляют ин-
терес величины напряжения, которые могут вызвать в теле человека
пороговые токи. Для этого необходимо знать сопротивление тела чело-
века.
Электрическое сопротивление тела не является постоянной величи-
ной. На низких частотах оно определяется, в основном, сопротивлением
рогового слоя кожи. При неповрежденной сухой коже ее удельное объ-
емное сопротивление составляет около 104 Ом-м. При влажной коже ее
сопротивление может снижаться в десятки и сотни раз.
Сопротивление кожи является нелинейной величиной, оно зависит
от величины и времени приложения напряжения, значительно умень-
шаясь после пробоя ее верхнего слоя. Сопротивление кожи уменьшает-
ся также с нагревом и увеличением потоотделения, что имеет место при
большой площади контакта и значительном контактном давлении.
Сопротивление внутренних органов практически не зависит от выше-
указанных факторов и принимается равным 1000 Ом. Так как прихо-
дится считаться с возможностью плохого состояния кожи, то при рас-
четах общее электрическое сопротивление человека также принято счи-
тать равным 1000 Ом.
Важнейшее значение для исхода несчастного случая имеет время дей-
ствия тока на организм. С уменьшением времени действия увеличи-
вается сила тока /h, не вызывающая паралича или фибрилляции сердца.
Эта зависимость для переменного тока промышленной частоты согла-
50
суется с эмпирической формулой 1Ъ = — мА, где t — продолжительность
прохождения тока, с. Формула действительна при t^l с.
Весьма существенным является путь тока в теле человека. Особенно
20*
307
Рис. VI — 1. Схема защитного заземле-
ния при трехфазной сети с изолирован-
ной нейтралью.
опасны случаи поражения, при которых ток проходит через сердце и
легкие, т. е. от руки к руке, или от руки к ноге.
Наиболее часто встречающиеся случаи поражения электрическим
током связаны с касанием металлических частей, находящихся под
напряжением питающей сети. Это могут быть непосредственно сетевые
провода, либо корпуса изделий, имеющих поврежденную изоляцию и
замыкание сети на корпус.
Прикосновение может быть однополюсным и двухполюсным. При
двухполюсном прикосновении человек находится под действием полного
напряжения источника тока. В лю-
бых сетях двухполюсное прикосно-
вение к различным фазам является
наиболее тяжелым случаем, так как
приводит к попаданию под линейное
напряжение.
Значительно более часто имеет
место случайное однополюсное при-
косновение. Исход поражения при
этом зависит от напряжения сети,
режима нейтрали, сопротивления
изоляции человека от земли и дру-
гих конкретных условий.
На рис. VI — 1 схематично пока-
зан случай однополюсного прикосно-
вения— касание аппарата, у которого одна фаза трехфазной питающей
сети с изолированной нейтралью в результате пробоя имеет соединение
с корпусом. Из-за наличия сопротивления изоляции фаз от земли АД
в цепи человек — земля пройдет ток /h, величина которого определяется
напряжением фазы U^, величиной 7?$ для каждой фазы, сопротивлением
тела человека АД и сопротивлением пола по площади ног человека Rn
При условии, что сопротивления изоляции фаз равны между собой
(емкостной составляющей проводимости изоляции пренебрегаем) и при
отсутствии защитного заземления (R3 на рис. VI—1),
. _ ЗС/*
h 3(7?ч+7?п) + 7?ф’
Напряжение, которое при этом оказывается приложенным к челове-
ку, называется напряжением прикосновения U„n — Ih • R4.
В сетях с изолированной нейтралью ток, проходящий через человека
при прикосновении к одной фазе, ограничен сопротивлением изоляции
других фаз от земли, поэтому такой режим нейтрали выбирают там,
где обеспечено наблюдение за изоляцией сетевых проводов и быстрое
устранение возникающих повреждений. Для снижения напряжения при-
косновения, которое при ухудшении изоляции может достигнуть опасной
величины, в сетях с изолированной нейтралью устраивают защитное
заземление. Сущность защитного заземления заключается в преднаме-
ренном соединении нормально не находящихся под напряжением доступ-
ных для прикосновения частей приборов и аппаратов с землей. Сопро-
тивление защитного заземления R3, как следует из схемы рис. VI—1,
оказывается подключенным параллельно цепочке из последовательно
соединенных сопротивлений человека и пола. В этом случае учитывая,
что величина сопротивления заземления (единицы ом), мала по сравне-
нию с сопротивлением изоляции фаз, получим, что максимально воз-
можное напряжение прикосновения
_3U*-R3
U ИП т-» •
308
Таким образом, напряжение прикосновения снижается примерно во
столько раз, во сколько сопротивление заземления меньше сопротивле-
ния тела человека.
Сопротивление защитного заземления, применяемого при эксплуата-
ции электромедицинской аппаратуры, не должно быть более 4 Ом.
В сетях с глухо заземленной нейтралью, обычно используемых в ме-
дицинских учреждениях, при однополюсном прикосновении человек при
неблагоприятных обстоятельствах оказывается под фазным напряже-
нием сети. Напряжение прикосновения при касании такого корпуса со-
ставит часть напряжения между корпусом и землей, определяемую, в
основном, сопротивлением пола. Досчатые, паркетные, асфальтовые
полы имеют большое электрическое сопротивление и снижают напря-
жение прикосновения до допустимой величины. Однако наличие пола
с высоким электрическим сопротивлением не является достаточной за-
щитой от случайного прикосновения к фазе сети, так как всегда надо
считаться с возможностью одновременного касания находящихся в по-
мещении заземленных предметов (трубы отопления, канализация
и т. п.). В этом случае защитное действие пола не имеет места, и на-
пряжение прикосновения равно полному напряжению между корпусом
поврежденного аппарата и землей. В помещениях с проводящими по-
лами— кирпичным, бетонным и др. сопротивление пола мало, и напря-
жение прикосновения также можно считать равным напряжению между
корпусом и землей.
При использовании трехфазной сети с глухо заземленной нейтралью
защитное заземление является недостаточным для защиты от недопу-
стимо большого напряжения прикосновения. Поскольку рабочее зазем-
ление нейтрали имеет сопротивление того же порядка, что и защит-
ное заземление /?3, то при аварийном замыкании фазы на корпус на
нем установится напряжение относительно земли
.. Уф'Кз
Rod- Ra
т. е. близкое к .
В то же время автоматическое отключение сетевого напряжения за
счет перегорания плавких вставок предохранителей, или срабатывания
автоматического выключателя может не
произойти. Действительно, аварийный
ток, необходимый для достаточно быст-
рого отключения, должен превышать не
менее, чем в 3 раза номинальный ток
плавкой вставки или в 1]/2 раза ток от-
ключения автомата. При номинальном
токе плавкой вставки 15 А аварийный
ток должен составлять не менее 45 А. Та-
кой аварийный ток будет иметь место
только при достаточно низком сопротив-
лении защитного заземления, что не все-
гда может быть осуществлено.
Для увеличения аварийного тока в се-
тях с заземленной нейтралью должна
применяться разновидность защитного
Рис. VI — 2. Схема зануления при
трехфазной сети с глухозаземлен-
ной нейтралью.
заземления — зануление.
Зануление заключается в преднамеренном соединении доступ-
ных для прикосновения нормально не находящихся под напряжением
металлических частей аппаратуры с нулевым проводом, т. е. с заземлен-
ной нейтралью (рис. VI—2). В этом случае при замыкании фазы на кор-
пус возникает аварийный ток, равный току короткого замыкания фаз-
ного и нулевого проводов. Выбирая достаточно большое сечение нуле-
21 № 1471
309
вого провода (как правило, не менее 50% сечения фазных проводов),
можно создать условия, при которых этот ток будет не менее, чем
в 3 раза превышать номинальный ток предохранителя или в Р/г раза ток
отключения автомата, т. е. будет обеспечено достаточно быстрое от-
ключение аппарата от сети.
При устройстве защитного зануления приходится считаться с воз-
можностью обрыва нулевого провода. В этом случае на корпусах всех
аппаратов, находящихся после места обрыва, при замыкании фазы на
корпус одного из них окажется фазное напряжение относительно земли.
Для исключения этого нулевой провод повторно заземляют. Повторное
заземление нулевого провода должно производиться на групповом
щите, питающем одно или несколько помещений медицинского учреж-
дения. Сопротивление повторного заземления не должно превышать
10 Ом.
Раздел 2
ЗАЩИТА ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕДИЦИНСКОЙ
АППАРАТУРЫ
Электромедицинская аппаратура с точки зрения техники безопасно-
сти является разновидностью электрических установок и подпадает под
действие соответствующих Правил и Положений, в частности «Правил
устройства электроустановок» и «Правил техники безопасности при
эксплуатации электроустановок потребителей». Однако специфика усло-
вий эксплуатации электромедицинской аппаратуры вызывает необхо-
димость в установлении дополнительных, специальных требований к ее
электробезопасности. Эти требования так же, как и соответствующие
методы испытаний, содержатся в ГОСТ 12.2.025—76 «Изделия меди-
цинской техники. Электробезопасность. Общие технические требования
и методы испытаний».
На электробезопасность электромедицинской аппаратуры оказывают
влияние следующие основные особенности ее эксплуатации. Пациенты,
которым проводят лечебные процедуры и диагностические исследова-
ния, могут иметь ослабленное здоровье, нарушения в деятельности от-
дельных органов и систем и, как следствие этого, повышенную чувстви-
тельность к действию электрического тока. Величины тока, практически
безопасные для здорового•человека, могут оказаться опасными для
больного.
Электромедицинские приборы и аппараты имеют, так называемую,
рабочую часть, представляющую собой совокупность всех частей, нахо-
дящихся в токопроводящем соединении или касающихся тела пациента
(электроды, излучатели, датчики). С помощью рабочей части при при-
менении терапевтических, хирургических электромедицинских аппара-
тов электрическая энергия в какой-либо форме передается тканям тела
пациента, при использовании диагностических электромедицинских при-
боров с помощью рабочей части воспринимаются бипотенциалы, либо
измеряются механические, химические и другие параметры органов и
тканей. Наличие рабочей части приводит к непосредственной связи па-
циента с аппаратурой и, как следствие этого, к повышенной опасности
поражения электрическим током.
В ряде лечебных аппаратов электрическая энергия в различной фор-
ме, в частности, в виде электрического тока используется для лечеб-
ного воздействия на организм. Неправильная эксплуатация таких аппа-
ратов связана с возможностью передозировок, непредвиденными путями
прохождения тока и другими опасностями для пациента.
310
Пациент во мног:
трического тока так
парализован, находи
обрабатывается дези
защитные свойства.
Условия проведе
быть самыми разли
лых помещений при
нии скорой помощи,
личие в непосредств(
накладывают допол:
ратуры.
С учетом указан!
ния к электробезопа
§ 1.
Одно из основны:
мощность случайног
частям.
Особенностью эл(
бования защиты от
часть, например, на
ничение, естественно
трическим током при
Части, находящи
ступными после сня"
движек, а также см
ламп накаливания и
с конструкцией патр<
Кожухи, крышки
нием менее 24 В пе
открываться без при
двойной изоляцией ('
Значительную оп
находящегося в апп
должен быть обеспе1
ключения аппарата J
такой, чтобы за вре:
другой детали, даюпс
ло до величины, не П]
Особый случай п
щим фильтром, име:
составляющую ради
значительную емкое:
если вначале аппара
еле вынимания вилю
сатор окажется заря
напряжения. Одноврк
в этом случае значит!
Постоянная врем»
кой, чтобы через 1 к
напряжение на ней л
рости разряда кондеи
чением параллельно 1
При наличии в ап:
вышающим 1000 В п
21*
Пациент во многих случаях не может реагировать на действие элек-
трического тока так, как это делает здоровый человек. Он может быть
парализован, находиться под наркозом и т. п. Кожный покров пациента
обрабатывается дезинфицирующими и другими растворами и теряет свои
защитные свойства.
Условия проведения диагностических и лечебных процедур могут
быть самыми различными, от кабинета лечебного учреждения, до жи-
лых помещений при помощи на дому и открытой местности при оказа-
нии скорой помощи. Различные условия эксплуатации, в частности, на-
личие в непосредственной близости от пациента заземленных предметов.,
накладывают дополнительные требования к электробезопасности аппа-
ратуры.
С учетом указанной специфики ниже излагаются основные требова-
ния к электробезопасности электромедицинских приборов и аппаратов.
§ 1. Защита от прикосновения к частям,
находящимся под напряжением
Одно из основных требований электробезопасности — исключить воз-
можность случайного прикосновения к находящимся под напряжением
частям.
Особенностью электромедицинской аппаратуры является то, что тре-
бования защиты от прикосновения не распространяются на рабочую
часть, например, находящиеся под напряжением электроды. Это огра-
ничение, естественно, вытекает из задачи воздействия на пациента элек-
трическим током при лечебных процедурах.
Части, находящиеся под напряжением, не должны становиться до-
ступными после снятия без помощи инструмента кожухов, крышек, за-
движек, а также сменных частей. Исключение делается для патронов
ламп накаливания и предохранителей. Необходимость этого, связанная
с конструкцией патронов, очевидна.
Кожухи, крышки, закрывающие части, находящиеся под напряже-
нием менее 24 В переменного тока или 50 В постоянного тока, могут
открываться без применения инструмента, если эти части изолированы
двойной изоляцией (см. ниже) от сетевой цепи.
Значительную опасность может представлять электрическая энергия
находящегося в аппарате заряженного конденсатора. В связи с этим
должен быть обеспечен автоматический разряд конденсатора после от-
ключения аппарата из сети. Постоянная времени разряда должна быть
такой, чтобы за время, необходимое для снятия крышки, корпуса или
другой детали, дающей доступ к конденсатору, напряжение на нем упа-
ло до величины, не превышающей 50 В.
Особый случай представляет аппарат с сетевым помехоподавляю-
щим фильтром, имеющим конденсатор, блокирующий симметричную
составляющую радиопомех. Такой конденсатор, имеющий обычно
значительную емкость, подключен параллельно сетевым проводам, и
если вначале аппарат отключен от сети сетевым выключателем, то по-
сле вынимания вилки сетевого шнура из штепсельной розетки конден-
сатор окажется заряженным, в худшем случае, до амплитуды сетевого
напряжения. Одновременное касание обоих штифтов вилки представляет
в этом случае значительную опасность.
Постоянная времени разряда этого конденсатора должна быть та-
кой, чтобы через 1 с после того, как вилка была вынута из розетки,
напряжение на ней не превышало 50 В. Обеспечение достаточной ско-
рости разряда конденсаторов производится при необходимости подклю-
чением параллельно им разрядных резисторов.
При наличии в аппарате частей, находящихся под напряжением, пре-
вышающим 1000 В переменного или 1500 В постоянного тока, на этих
21* ЗМ
частях или рядом с ними должен быть знак высокого напряжения —
красная стрела молнии. Рекомендуется на кожухе (крышке) таких аппа-
ратов помещать предупредительную надпись: «перед снятием кожуха
отсоединить аппарат от сети».
При наличии в аппарате высоких напряжений в ряде случаев нахо-
дят применение блокировки, автоматически отключающие аппарат от
сети после снятия даже с помощью инструмента кожуха или крышки,
закрывающих эти части. Следует отметить, что подобным блокировоч-
ным устройствам присущ ряд недостатков, в первую очередь с точки
зрения надежности. Кроме того, при ремонте аппарата для его вклю-
чения без кожуха блокировки приходится закорачивать, и поскольку это
на работе аппарата никак не сказывается, они зачастую так и остаются
закороченными.
Учитывая эти и ряд других недостатков блокировочных устройств,
а также то, что ремонт электромедицинской аппаратуры производится
квалифицированным техническим персоналом, такие блокировочные
устройства применяются крайне редко.
Существенно, что при рассмотрении требований к защите от прикос-
новения к частям, находящимся под напряжением, речь идет о случай-
ном касании, т. е. о касании пальцами без помощи какого-либо пред-
мета. Если же в отверстие в кожухе аппарата вставляется какой-нибудь
металлический предмет, то это уже не случайное, а намеренное дей-
ствие.
Отсутствие элемента случайности имеет место и тогда, когда с по-
мощью отвертки отвинчиваются винты, крепящие крышку прибора или
аппарата. В этом случае, как уже указывалось, требования к защите
от прикосновения не предъявляются.
§ 2. Защита от недопустимо большого напряжения прикосновения
Для обеспечения электробезопасности недостаточно просто закрыть
находящиеся под напряжением части аппаратуры. Необходимо рассмот-
реть, какова надежность их изоляции от доступных для прикосновения
частей. Обычно части под напряжением изолируются с помощью, так
называемой, основной изоляции, которая может также обеспечивать
нормальное функционирование электрических цепей изделия.
Надежность основной изоляции достаточна с точки зрения обеспе-
чения работоспособности изделия, но недостаточна для обеспечения его
электробезопасности. Приходится считаться с возможностью нарушения
основной изоляции вследствие старения, механических поломок и т. п.
Рассмотрим, какие же опасности могут возникнуть при нарушении
основной изоляции. Если нарушится изоляция цепей, не относящихся
к питающей сети, то это может вызвать нарушение работоспособности
аппаратуры, но, как правило, не будет опасным для обслуживающего
персонала. Это объясняется тем, что корпус изделия может принять
при пробое такой изоляции потенциал одной точки вторичной цепи, но
при этом не изменится его потенциал относительно земли (при вторич-
ной цепи, соединенной с корпусом, такой пробой приведет к короткому
замыканию цепи). Если же происходит пробой изоляции сетевой цепи
от корпуса, то на нем появляется напряжение относительно земли и,
как следствие, напряжение прикосновения.
Для дополнительной защиты от напряжения прикосновения приме-
няют различные способы. В зависимости от способа защиты электроме-
дицинские приборы и аппараты с внешним питанием делятся на
4 класса.
Классы 01 и I предусматривают защитное заземление или зануление,
класс II —защитную изоляцию, класс III — питание от цепи низкого
Я12
напряжения. Класс 0, при котором нет каких-либо дополнительных мер
защиты от напряжения прикосновения, кроме основной изоляции, в изде-
лиях медицинской техники недопустим.
Сущность защиты по классам 01 и I заключается в максимальном
уменьшении напряжения прикосновения, возникающего при нарушении
основной изоляции сетевой цепи от корпуса—-защитное заземление в
цепях с изолированной нейтралью, либо в обеспечении срабатывания
при этом предохранителей или автоматических выключателей, отклю-
чающих аппарат от сети — зануление в сетях с заземленной ней-
тралью.
Принцип действия защитного заземления и зануления рас-
смотрен в разделе 1 данной главы. Здесь следует привести описание
устройства этих средств защиты в медицинском учреждении и требова-
ния к ним.
Защитное заземление осуществляется с помощью заземляющего
устройства, состоящего из заземлителей и заземляющих проводников.
Соответственно общее сопротивление заземляющего устройства слагает-
ся из сопротивления растеканию заземлителя (сопротивление, оказывае-
емой землей току, растекающемуся с заземлителя) и сопротивления за-
земляющих проводников.
Заземлители подразделяются на естественные и искусственные. В ка-
честве естественных заземлителей могут быть использованы металли-
ческие конструкции и арматура железобетонных конструкций зданий,
проложенные в земле металлические водопроводные трубы и другие
металлические сооружения, имеющие надежное соединение с землей.
Не допускается использование для этой цели сетей центрального
отопления и канализации, трубопроводов горючих жидкостей, а также
горючих или взрывчатых газов, заземлителей молниеотводов.
Если естественные заземлители отсутствуют, или если их сопротив-
ление растеканию превышает 4 Ом, то необходимо устройство искус-
ственных заземлителей.
В качестве искусственных заземлителей следует применять горизон-
тально или вертикально погруженные в грунт стальные трубы, полосы,
стержни.
Длина каждого заземлителя обычно равна 2—3 м, глубина заложе-
ния не менее 0,5 м. Стальные трубы, полосы должны быть предвари-
тельно очищены от краски, масла и, если грунт может вызвать усилен-
ную коррозию, оцинкованы или омеднены.
Для снижения сопротивления заземления в плохо проводящие грун-
ты (песчаные, скалистые) добавляют поваренную соль, графит и т. п.
К заземлителю присоединяется не менее чем двумя проводниками
с помощью сварки внахлестку магистраль заземления. Каждый зазем-
ляемый прибор или аппарат должен быть присоединен к магистрали
заземления отдельным заземляющим проводником. Не допускается
последовательное включение в заземляющий проводник нескольких
изделий.
Заземляющие проводники должны быть предохранены от механиче-
ских и химических воздействий. Открыто проложенные голые провод-
ники, включая магистраль заземления, должны быть окрашены в чер-
ный цвет, либо иметь в местах присоединений не менее двух полос чер-
ного цвета на расстоянии 150 мм друг от друга.
Запрещается использовать в качестве заземляющих проводников
проходящие в здании водопроводные трубы, сети центрального отопле-
ния, канализации. В заземляющих проводах не должны устанавливать-
ся выключатели, предохранители, разъемы. О способах присоединения
аппаратов к заземляющим проводникам см. ниже.
Наименьшие сечения стальных заземлителей и заземляющих про-
водников указаны в табл. VI—I.
I 313
Таблица VI—1
Наименьшие сечения стальных заземлителей и заземляющих проводников
Вид заземлителя, проводника В зданиях В наружных установках В земле
Круглые стержни, диаметр, мм Прямоугольные стержни, 5 6 10
сечение, мм2 24 48 48
толщина, мм 3 4 4
Угловая сталь, толщина полок, мм 2 2,5 4
Стальные газопроводные трубы, толщина стенок, мм 2,5 2,5 3,5
Стальные тонкостенные трубы, толщина стенок, мм 1,5 Не допу- скается Не допу- скается
Медные заземляющие одножильные проводники без изоляции долж-
ны иметь сечение не менее 4 мм2, а медные изолированные многожиль-
ные проводники не менее 1,5 мм2.
Все сказанное выше о требованиях к защитному заземлению отно-
сится и к зануляющим проводникам и повторному заземляющему
устройству.
Все изделия с защитным заземлением (занулением), имеющие по-
стоянное присоединение к питающей сети (т. е. отключаемые только
с помощью инструмента), относятся к классу I. Присоединение к таким
изделиям провода защитного заземления производится с помощью ин-
струмента к установленному на корпусе резьбовому зажиму. Такое при-
соединение производится при монтаже прибора или аппарата.
У переносных изделий присоединение к сети производится с по-
мощью штепсельного соединения. В зависимости от конструкции штеп-
сельного соединения переносные приборы и аппараты с защитным за-
землением (занулением) могут быть выполнены по классу 01 или I.
У изделий класса 01 имеется наружный зажим защитного заземле-
ния, к которому до включения вилки в сетевую розетку может быть
присоединен отдельный провод, другой конец которого соединяется с за-
земляющим или зануляющим устройством. В отдельных случаях в ка-
честве защитного провода может использоваться третья жила несъем-
ного сетевого шнура, присоединенная к внутреннему зажиму защитного
заземления изделия. На конце шнура эта жила ответвляется от шнура
и заканчивается кабельным наконечником, подключаемым к зажиму
заземления (зануления) на щите, от которого питается аппарат.
Вилки у изделий класса 01 имеют два штыря и могут включаться
в обычную сетевую розетку без заземляющих контактов.
Переносные изделия класса I присоединяются к сети с помощью
трехжильного сетевого шнура, имеющего вилку с заземляющими кон-
тактами, который третьей жилой соединяется с зажимом защитного за-
земления внутри аппарата. Соответственно сетевая розетка имеет за-
земляющие контакты, соединенные с заземляющим (зануляющим)
устройством.
Приборы и аппараты класса I имеют то преимущество, что защита
обеспечивается автоматически, независимо от внимательности и добро-
совестности обслуживающего персонала. В связи с этим в ряде стран
применение изделий класса 01 не допускаются.
В Советском Союзе сетевые вилки и розетки с заземляющими кон-
тактами стандартизованы, но в медицинских учреждениях и жилых
домах они широкого применения пока не нашли. Одной из важных за-
дач по повышению электробезопасности медицинской аппаратуры яв-
ляется проведение комплекса мероприятий по внедрению в практику
аппаратов класса I.
314
Т а б л и ц а VI—1
ляющих проводников
X В наружных установках В земле
6 10
48 48
4 4
2,5 4
2,5 3,5
Не допу- Не допу-
скается скается
жи без изоляции долж-
(ированные многожиль-
ному заземлению отно-
орному заземляющему
ллением), имеющие no-
г. отключаемые только
Присоединение к таким
юдится с помощью ин-
)му зажиму. Такое при-
ми аппарата.
ти производится с по-
1 от конструкции штеп-
1араты с защитным за-
ы по классу 01 или I.
:им защитного заземле-
ю розетку может быть
горого соединяется с за-
гдельных случаях в ка-
:я третья жила несъем-
нему зажиму защитного
ответвляется от шнура
дключаемым к зажиму
итается аппарат.
:ря и могут включаться
нтактов.
itch к сети с помощью
/ с заземляющими кон-
зажимом защитного за-
евая розетка имеет за-
[яющим (зануляющим)
еимущество, что защита
нимательности и добро-
зи с этим в ряде стран
и с заземляющими кон-
учреждениях и жилых
и. Одной из важных за-
нинской аппаратуры яв-
внедрению в практику
Основное преимущество применения классов защиты 01 и I это про-
стота и дешевизна их выполнения. Дополнительно к основной изоляции
аппарата требуется предусмотреть только возможность присоединения
защитного провода.
Однако защита по классу I и особенно 01 имеет ряд недостатков.
При применении аппаратуры класса 01 обслуживающий персонал дол-
жен обеспечить во всех случаях низкоомное заземление. В условиях
специализированного кабинета медицинского учреждения, имеющего
заземляющее или зануляющее устройство, это обычно не представляет
затруднений, но при проведении лечебных процедур или исследования
в больничной палате, или на дому у больного зачастую невыполнимо.
Отдельный провод мешает, всегда может быть задет и порван.
При применении приборов и аппаратов класса I велика опасность
перепутывания мест присоединения фазного и заземляющего (зануляю-
щего) проводов при установке и, особенно, ремонте сетевых розеток.
Опасен также обрыв защитной жилы сетевого шнура, что усугубляется
тем, что эта неисправность без специальной проверки обнаружена быть
не может.
При нарушении защитного заземления или зануления даже при ис-
правной изоляции возникает опасность поражения током утечки, про-
текающим в контуре сетевая цепь — корпус — человек — земля. Вели-
чина тока утечки на корпус определяется сопротивлением изоляции и
распределений емкостью между сетевой цепью и корпусом, а также
емкостью помехоподавляющих конденсаторов сетевого фильтра. Обес-
печение допустимой величины тока утечки связано, в основном, с умень-
шением емкостей сетевых фильтров. При напряжении 220 В емкость
помехоподавляющих конденсаторов, установленных между каждой фа-
зой и корпусом, не должна превышать 5000 пФ. Такое ограничение
емкости фильтра связано в ряде случаев со значительными трудно-
стями защиты от излучения радиопомех, распространяющимися по
сети.
Помимо перечисленных недостатков, весьма существенно, что при
неблагоприятных обстоятельствах применение аппаратуры класса 01 или
I может создать новые возможности для возникновения опасности.
При эксплуатации аппаратуры на дому у пациента поблизости может
оказаться поврежденный бытовой электроприбор, например настольная
лампа, сетевые провода которой замкнулись на доступные металличе-
ские части. Такое повреждение могло долго не обнаруживаться из-за
хорошо изолированного от земли пола. При установке же заземленного
прибора или аппарата резко возрастает опасность поражения медицин-
ского персонала из-за возможности одновременного касания повреж-
денной лампы и заземленного корпуса (еще более велика опасность
касания лампы для больного, на которого наложен заземленный элек-
трод электрокардиографа).
Несмотря на указанные выше и некоторые другие недостатки, аппа-
ратура классов 01 и I в связи с ее дешевизной и простотой применяется
в подавляющем большинстве случаев.
Сущность защиты по классу II заключается в повышении надежно-
сти изоляции доступных для прикосновения частей от частей, находя-
щихся под напряжением (в первую очередь сетевой цепи), т. е. в при-
менении защитной изоляции.
Защитная изоляция применяется дополнительно к основной изоля-
ции и обеспечивает электробезопасность при ее нарушении.
Конструктивно защитная изоляция, как правило, выполняется та-
ким образом, чтобы имелась возможность ее отдельного от основной
изоляции испытания. В совокупности образуется так называемая двой-
ная изоляция. Иногда невозможно раздельное выполнение основной и
защитной изоляции, например для колодок, выключателей и т. п. В этом
315
случае допускается применение усиленной изоляции, эквивалентной по
своим электрическим и механическим свойствам двойной изоляции.
Двойная изоляция может быть выполнена различными способами.
Первый, наиболее надежный, это применение изолирующей оболоч-
ки, которая делает невозможным прикосновение не только к, частям,
находящимся под напряжением, но и к металлическим нетоковедущим
частям прибора или аппарата, имеющим только основную изоляцию.
Пример: аппарат для гальванизации с корпусом из изоляционного ма-
териала. Шасси хотя и не находятся под напряжением, но недоступно
для прикосновения.
Второй способ — это применение промежуточной изоляции, пред-
ставляющей собой изолирующие вставки, прокладки и т. п„ кото-
рые отделяют доступные для прикосновения металлические части от
металлических нетоковедущих частей, имеющих только основную изо-
ляцию.
Пример: аппарат для терапии диадинамическими токами имеет ме-
таллический незаземленный корпус; шасси и другие металлические ча-
сти, имеющие с ним токопроводящие соединения, изолированы от сете-
вой цепи основной изоляцией, а от корпуса аппарата промежуточной
изоляцией.
Выполнение аппаратуры по классу II обеспечивает наибольшие на-
дежность и удобство в эксплуатации, особенно для переносных изде-
лий. О заземлении не надо заботиться, включать прибор или аппарат
можно в любую сетевую розетку, для чего он снабжается сетевым шну-
ром с вилкой, входящей, как в обычную розетку, так и в розетку с за-
щитными контактами.
Ограниченное применение изделий класса II объясняется рядом
трудностей конструктивного характера. Применение пластмассового кор-
пуса, обладающего необходимой механической прочностью, ограничено
аппаратами небольших габаритов, а защитная изоляция сетевой цепи
приводит к увеличению веса и габаритов трансформатора, усложнению
технологии его производства.
Защита от излучения радиопомех аппаратов класса II во многих
случаях невозможна. Это относится как к изделиям с пластмассовым
корпусом, так и с металлическим из-за недопустимости подключения
помехоподавляющих конденсаторов между сетевыми проводами и ме-
таллическим корпусом.
Весьма существенно отсутствие типовых деталей, имеющих двойную
или усиленную изоляцию, в связи с чем силовой трансформатор, узел
переключения напряжения сети и ряд других узлов и деталей прихо-
дится разрабатывать и изготавливать, как оригинальные.
Несмотря на перечисленные недостатки и трудности изготовления
аппаратуры класса II, защита от напряжения прикосновения с помощью
защитной изоляции в большинстве случаев является наиболее прогрес-
сивным методом, и развитие электромедицинского приборостроения, не-
сомненно, приведет к широкому применению приборов и аппаратов, вы-
полненных по II классу. В первую очередь, что относится к переносным
и портативным изделиям, с рабочей частью находящейся в токопрово-
дящем соединении с телом больного (приборы для измерения биопо-
тенциалов, низкочастотная физиотерапевтическая аппаратура и др.),
которые должны быть рассчитаны на самые разнообразные условия
эксплуатации.
Сущность защиты по классу III заключается в питании аппаратуры
от цепи низкого напряжения: не более 24 В переменного или 50 В по-
стоянного тока. Даже при пробое сетевой цепи на корпус аппарата
III класса напряжение прикосновения не превысит практически безо-
пасной величины. Надо подчеркнуть, что смысл понятия цепь низкого
напряжения не ограничивается величиной напряжения. Если с помощью
316
1И, эквивалентной по
войной изоляции.
1ЛИЧНЫМИ способами,
полирующей оболоч-
ке только к. частям,
юким нетоковедущим
основную изоляцию.
13 изоляционного ма-
гнием, но недоступно
ной изоляции, пред-
[адки и т. п., кото-
аллические части от
'олько основную изо-
щи токами имеет ме-
ие металлические ча-
изолированы от сете-
арата промежуточной
авает наибольшие на-
хля переносных изде-
прибор или аппарат
>жается сетевым шну-
так и в розетку с за-
I объясняется рядом
;е пластмассового кор-
ючностью, ограничено
золяция сетевой цепи
рматора, усложнению
класса П во многих
иям с пластмассовым
:тимости подключения
ыми проводами и ме-
[ей, имеющих двойную
i трансформатор, узел
1лов и деталей прихо-
альные.
эудности изготовления
косновения с помощью
атся наиболее прогрес-
о приборостроения, не-
боров и аппаратов, вы-
тносится к переносным
эдящейся в токопрово-
для измерения биопо-
1я аппаратура и др.),
>азнообразные условия
в питании аппаратуры
юменного или 50 В no-
il на корпус аппарата
:сит практически безо-
понятия цепь низкого
сения. Если с помощью
автотрансформатора, подключенного к сети, получить 24 В, то это не
будет цепью низкого напряжения с точки зрения техники безопасности.
Обязательное требование к цепи низкого напряжения — отделение
ее от обычной сети и всех других цепей, имеющих более высокое напря-
жение. Поэтому изделия, выполненные по III классу, питаются от так
называемого защитного понижающего трансформатора, к конструкции
которого представляются весьма высокие требования. Поскольку нару-
шение изоляции между обмотками этого трансформатора ведет к по-
паданию сетевого напряжения на незащищенный прибор или аппарат^
I то прочность этой изоляции испытывается напряжением 4 кВ.
i Конструкция трансформатора должна предусматривать простран-
ственное разделение обмоток, т. е., либо размещение их на двух кар-
। касах, либо на общем каркасе с перегородкой. Перегородка должна
I быть не вставленная, а монолитная, т. е. каркас с перегородкой должен
быть литой либо прессованный. Возможно также применение общего
каркаса без перегородки, но при этом должны быть приняты меры, ис-
ключающие возможность западания витков вторичной обмотки к вит-
। кам сетевой обмотки (межслойная изоляция с загибами по краям), и
’ трансформатор должен быть подвергнут вакуумной пропитке, жела-
1 тельно, эпоксидными компаундами.
| Защитный трансформатор должен иметь защиту от короткого замы-
! кания. Защита может быть обеспечена либо с помощью предохраните-
ля, либо за счет большого внутреннего сопротивления трансформатора.
Защита по классу III применяется в медицинском приборостроении
крайне редко. Малое распространение изделий класса III объясняется
[ рядом недостатков этого метода защиты. Прежде всего нужен отдель-
• ный защитный трансформатор, что неудобно при переносной аппара-
туре; из-за низкого напряжения приходится иметь дело с большими
токами. Для приборов, измеряющих биопотенциалы, это существенный
недостаток, так как проявляются сильные магнитные поля, а следова-
тельно и наводки; кроме того, усиливается опасность пожара при ко-
ротких замыканиях. Однако в ряде случаев, например, для хирургиче-
ского инструмента с электроприводом, класс III может найти большее
1 применение, чем это имеет место в настоящее время.
§ 3. Особенности обеспечения электробезопасности
различных видов электромедицинской аппаратуры
! Различия в требованиях к электробезопасности отдельных видов из-
делий медтехники и к методам ее обеспечения связаны, в основном,
с различной степенью связи изделий с пациентом и, как следствие это-
го, с различной опасностью для него.
ГОСТ 12.2.025—76 предусматривает деление всех изделий на 4 типа.
Изделия типа Н имеют нормальную степень защиты, типа В — повы-
шенную степень защиты, типа BF — повышенную степень защиты и изо-
лированную рабочую часть, типа CF—наивысшую степень защиты и
изолированную рабочую часть. К типу Н относятся изделия без рабочей
। части (лабораторные приборы, стерилизаторы и т. п.). К типу В отно-
’ сятся приборы и аппараты с рабочей частью, которая может иметь
электрический контакт с телом пациента, за исключением непосред-
ственного контакта с сердцем (электрокардиографы, ультразвуковые
i приборы и аппараты и др.). К типу BF относятся приборы и аппараты,
отличающиеся от типа В наличием изолированной от корпуса рабочей
частью (низкочастотная электролечебная аппаратура, стимуляторы
и др.). Наконец, к типу CF относятся приборы и аппараты, рабочая
часть которых имеет непосредственный контакт с сердцем (внешние
электрокардиостимуляторы, измерители давления в полости сердца
и др.).
317
При обеспечении электробезопасности изделий типа Н, как правило,
не возникает каких-либо дополнительных трудностей, помимо обеспе-
чения основной изоляции сетевой цепи от корпуса и дополнительной
защиты в соответствии с классом защиты изделия.
При наличии рабочей части возникает задача отделения рабочей
части от сетевой цепи и от других не относящихся к ней находящихся
под напряжением частей.
Поскольку, несмотря на указания в правилах проведения процедур,
пациент может коснуться как корпуса аппарата, так и другого зазем-
ленного предмета, наибольшую опасность, как правило, представляет
его поражение низкочастотным напряжением питающей сети. В связи
с этим необходимо надежное разделение сетевой цепи от цепей с рабо-
чей частью (пациентом). Это разделение должно обеспечиваться и при
таких аварийных ситуациях, как замыкание электродов радиоламп, про-
бой транзисторов, обрыв проводов и т. п. Способом, гарантирующим
надежное разделение этих цепей, является использование сетевого
трансформатора с электрически, а желательно и пространственно раз-
деленными обмотками. Если рабочая часть имеет токопроводящее со-
единение с телом пациента и изолирована от корпуса, как это имеет
место в низкочастотных физиотерапевтических аппаратах (изделия
типа BF), то между сетевой цепью и рабочей частью должна иметься
двойная или усиленная изоляция. Грубейшая, абсолютно недопустимая
ошибка — связь источника выходного напряжения с питающей сетью
через автотрансформатор или потенциометр.
Изоляция выходной цепи от корпуса — также важное требование
электробезопасности, которое предъявляется к физиотерапевтической
аппаратуре, воздействующей на пациента низкочастотным током. При
отсутствии такой изоляции касание пациентом корпуса аппарата непо-
средственно, либо через лицо, проводящее процедуру, приведет к по-
явлению непредвиденных опасных для пациента путей тока.
Поскольку в указанных выше аппаратах пациент включается, как
правило, в виде нагрузки в анодную или катодную цепь выходной лам-
пы (коллекторную, или эмиттерную цепь выходного транзистора), то не-
обходимо также полностью исключить возможность соединения с кор-
пусом аппарата цепей источника питания этой лампы (транзистора),
так как такое соединение приведет к появлению напряжения между
электродами и корпусом (а также и землей, при применении аппарата
класса 01 или I).
Наилучшим решением в этом случае является корпус из изоляцион-
ного материала. При металлическом корпусе должна быть очень тща-
тельно выполнена изоляция от него всех деталей схемы, и в первую
очередь, деталей управления.
В терапевтических ’аппаратах для воздействия высокочастотными
электрическими, магнитными полями (УВЧ-терапия, индуктотермия),
рабочие части которых (электроды, индукторы) не заземлены, должна
быть исключена возможность попадания в выходной контур напряже-
ния источника питания генераторной лампы, один полюс которого со-
единен с корпусом аппарата. Такое соединение представляет большую
опасность, так как металлические детали рабочей части оказываются
при этом под высоким напряжением относительно корпуса, а изоляция
их на такое напряжение, как правило, не рассчитана. Несмотря на то
что выходной контур не имеет гальванической связи с контуром гене-
ратора, принципиальная возможность замыкания между собой этих це-
пей при каких-либо поломках и смещениях деталей имеется. Наилуч-
шим решением является соединение выходной цепи через высокочастот-
ный дроссель с корпусом аппарата. Если это невозможно, то необходимо
разделение выходной цепи от контура генератора промежуточными
318
цепями, соединенными с корпусом, например, экранированным витком
связи (аппараты УВЧ-30, УВЧ-66 и др.).
В приборах для наблюдения и регистрации биопотенциалов сердца,
мышц одна из важных задач — надежное ограничение тока, протекаю-
щего в цепи между электродами, наложенными на пациента-. Это огра-
ничение должно быть эффективным не только в нормальных условиях,
но и при возможных нарушениях в приборе. Наиболее вероятно проте-
кание непредвиденных токов в цепях между каждым из незаземленных
и заземленным электродами. Ток в цепи электродов ограничивается
лампой или транзистором входного каскада, резисторами в цепи вы-
прямителя, питающего этот каскад, а также резисторами во входной
цепи. Поскольку электроды радиоламп могут оказаться закороченными
(транзисторы пробитыми), а резисторы в цепи выпрямителя не могут
иметь достаточно большого сопротивления, то защита обеспечивается
практически только резисторами во входной цепи. Эти резисторы долж-
ны ограничивать ток через электроды при аварийной ситуации до вели-
чины, не превышающей 100 мкА. Резисторы должны монтироваться как
можно ближе ко входу прибора, чтобы исключить возможность непо-
средственного соединения проводов пациента с находящимися под на-
пряжением частями.
Особенно высокие требования предъявляются к отделению от нахо-
дящихся под напряжением частей и от корпуса рабочей части приборов
и аппаратов типа CF. Как уже указывалось, эти приборы и аппараты
предназначены для непосредственного контактирования с сердцем. По-
скольку при таком контактировании пороговый ток, вызывающий фи-
бриляцию, составляет 50—.400 мкА, ток утечки через рабочую часть из-
делия типа CF не должен превышать 10 мкА. При этом приходится
считаться с возможностью одновременного применения нескольких при-
боров и аппаратов. Если, например, при внешней электростимуляции
сердца производится снятие электрокардиограммы, то ток утечки элект-
рокардиографа может пройти через введенный в сердце электрод элект-
рокардиостимулятора. Чтобы это не произошло, должна быть обеспе-
чена надежная изоляция рабочей части стимулятора от земли. Для этого
недостаточно изолировать рабочую часть от корпуса. Необходимо также
защищать изоляцией наружные детали рабочей части, чтобы при слу-
чайном прикосновении к ним лица, проводящему процедуру, не возникло
токопроводящего пути на землю.
При рассмотрении схем выхода различного рода низкочастотных
стимуляторов также следует иметь в виду возможность одновременного
применения двух и более аппаратов. Наиболее часто вторым аппаратом
является электрокардиограф, у которого один электрод заземлен для
уменьшения наводок.
На рис. VI—3 схематически показаны возможные пути прохождения
тока, который при определенных условиях может представить опасность
для пациента. Ток в контуре I возникает в случае применения различных
заземлителей, разность потенциалов между которыми в некоторых слу-
чаях может достигать единиц вольт.
В контуре II протекает ток утечки через изоляцию между сетью и
выходной цепью стимулятора. В этом случае действующее напряжение
значительно больше и опасность выше.
В контуре III может возникнуть ток при питании аппаратов от раз-
личных фаз сети, даже если оба аппарата и пациент изолированы от
земли.
Контуры I и II возникают и в том случае, если нет второго аппарата,
а пациент случайно коснется заземленного предмета.
Как следует из приведенного примера, заземляющее устройство для
совместно работающих аппаратов должно быть одно и то же, и питать-
ся эти аппараты должны от одной фазы сети. Особое внимание должно
319
быть уделено изоляции выходной цепи низкочастотных терапевтических
аппаратов от сетевой цепи, корпуса аппарата и земли.
Помимо опасностей, связанных с нарушениями в аппаратуре, суще-
ствуют опасности, связанные с неправильной ее эксплуатацией. Всю от-
ветственность за выполнение правил эксплуатации при проведении ле-
чебной процедуры или диагностического исследования несет обслужи-
вающий медперсонал, однако в аппаратуре должны быть приняты все
меры, чтобы рациональной схемой и конструкцией, применением средств
автоматики свести эти опасности к минимуму.
Рис. VI — 3. Схема возможных путей прохождения тока утечки при одновременном
применении двух аппаратов.
а — стимулятор; б — пациент; в — электрокардиограф; R — сопротивление утечки; С — емкость
утечки.
Одним из важных факторов, определяющих безопасность пациента
при возможных нарушениях со стороны медперсонала, является соотно-
шение между максимальной мощностью (током, напряжением) терапев-
тического аппарата и ее величиной, используемой при проведении про-
цедуры. Это соотношение должно быть минимальным. Так, например,
было бы неправильным проводить процедуру гальванизации слизистой
рта при токе не более нескольких миллиампер с помощью аппарата, рас-
считанного на максимальный ток 50 мА. При случайных поворотах руч-
ки регулятора тока или обрыве выходного потенциометра ток пациента
может значительно превысить заданную величину. В связи с этим со-
здаются специализированные аппараты, предназначенные для более уз-
кого круга лечебных процедур (аппарат ГР-2), а также вводится пере-
ключение на режимы работы, отличающиеся максимальной выходной
мощностью. При этом обязательной является блокировка, исключающая
возможность переключения режима работы при введенном регуляторе
интенсивности (аппараты «Амплипульс-4», «Поток-1»),
Для исключения передозировок по времени в физиотерапевтических
аппаратах применяются процедурные часы со звуковым или световым
сигналом. Используются как электромеханические часы на основе син-
хронного электродвигателя, так и часы с пружинным механизмом.
В аппаратах с широкими пределами регулирования выходной мощ-
ности (тока, напряжения) должны быть приняты меры, чтобы незави-
симо от желания обслуживающего персонала при начале процедуры вы-
ходная мощность была минимальной. Наиболее просто эта задача ре-
шается совмещением ручек выключателя сети и регулятора интенсивно-
сти, так чтобы при включении и выключении аппарата интенсивность
была минимальной. Однако имеющиеся переменные резисторы с кон-
тактной группой не удовлетворяют высоким требованиям к изоляции ме-
жду сетевой цепью и цепью пациента. Поэтому обычно применяется
электромеханическая (аппарат «Волна-2») или механическая (аппарат
«Поток-1») блокировка, обеспечивающая правильную последователь-
ность включения ручек управления.
320
В аппаратах для электрохирургии весьма важно правильное наложе-
ние пассивного электрода на пациента и надежное соединение его с ап-
паратом. Для контроля за соединением электрода в аппаратах с выход-
ной мощностью более 50 Вт для этой цели используется двухжильный
провод, по которому протекает ток низкого напряжения, управляющий
исполнительным реле. При обрыве одного из проводов, или нарушении
контакта проводов с аппаратом, реле срабатывает и выключает генера-
тор высокой частоты (аппарат ЭН-57М).
Важную роль в обеспечении правильности проведения процедуры
играют элементы сигнализации, указывающие на включение той или
иной цепи аппарата. Световая сигнализация о включении аппарата в
сеть является обязательной. Исключение делается для аппаратов, вклю-
чение которых в сеть легко обнаруживается по шуму вентилятора или
другого узла.
Как следует из вышеприведенных примеров, использование средств
автоматики позволяет значительно снизить опасность для пациента, ко-
торая может быть вызвана как нарушениями в аппарате, так и небреж-
ными или неправильными действиями обслуживающего медперсонала.
Раздел 3
ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
При проведении процедур ДМВ-терапии и СМВ-терапии имеет место
рассеяние в окружающее пространство некоторого количества энергии.
Это объясняется, в основном, тем, что тело человека поглощает
только часть падающей на него энергии. При СМВ-терапии в зависимо-
сти от толщины поверхностных слоев тканей (кожа, подкожный жировой
слой) от 25 до 75% падающей на тело энергии отражается в окружаю-
щее пространство. При ДМВ-терапии эти величины составляют соответ-
ственно 35 и 65%.
Кроме того, часть энергии рассеивается, не доходя до облучаемой
поверхности. Эта потерянная часть энергии возрастает с увеличением
расстояния от излучателя до тела. Рассеянная в пространство энергия
определяет интенсивность поля микроволн в различных точках помеще-
ния, где проводят процедуры и где длительное время может находиться
медицинский персонал.
Как показали исследования советских авторов, хроническое облуче-
ние микроволнами вызывает функциональные сдвиги в некоторых орга-
нах и системах организма. Величина этих сдвигов определяется интен-
сивностью и длительностью воздействия полем микроволн и, кроме того,
в сильной степени зависит от индивидуальных особенностей организма.
Функциональные изменения нервной системы не имеют четкой специ-
фики и протекают по типу астенических реакций. В составе перифериче-
ской крови не наблюдается существенных нарушений, отмечаются лишь
некоторые колебания в количестве лейкоцитов, как в сторону увеличе-
ния, так и в сторону уменьшения. Сердечно-сосудистая система отве-
чает на хроническое облучение микроволнами малой интенсивности бра-
дикардией, сосудистой гипотонией и некоторыми другими сдвигами.
Важнейшее значение имеет установленный факт, что все эти функ-
циональные сдвиги имеют, как правило, обратимый характер. Через
некоторое время после прекращения воздействия микроволнами перво-
начальное состояние организма полностью восстанавливается.
Особый характер имеет действие микроволновой энергии на хруста-
лик глаза, что связано с отсутствием в глазном яблоке кровотока, унося-
щего избыток Тепла. Экспериментами на лабораторных животных пока-
зана возможность образования катаракты в результате кратковремен-
321
ного интенсивного облучения глаз, либо после многократного облучения
средней интенсивности.
На основе экспериментальных данных о действии на организм мик-
роволн различной интенсивности для медицинских лечебных учреждений
утверждены «Правила устройства, эксплуатации и техники безопасности
физиотерапевтических отделений (кабинетов)». В «Правилах» оговоре-
ны условия эксплуатации аппаратов для ДМВ- и СМВ-терапии. Указа-
ны предельно допустимые величины интенсивности поля в месте нахож-
дения обслуживающего персонала, а именно: а) при облучении в тече-
ние всего рабочего дня — не более 0,01 мВт/см2; б) при облучении до
2 ч за рабочий день — не более 0,1 мВт/см2; в) при облучении в течение
15—20 мин за рабочий день — не более 1 мВт/см2 при условии пользо-
вания защитными очками.
«Правилами» предусматривается эксплуатация аппаратов для микро-
волновой терапии в отдельном, специально выделенном помещении.
В случае отсутствия отдельного помещения эксплуатация этих аппа-
ратов может производиться и в общем физиотерапевтическом кабинете,
если приняты необходимые меры защиты.
Как показали измерения, для выполнения норм, соответствующих
облучению в течение дня, интенсивность поля в кабинете, создаваемая
аппаратами «ЛУЧ-58» и «Волна-2» должна быть ослаблена на 10—
15 дБ.
Необходимая степень защиты может быть обеспечена с помощью
упрощенной экранированной кабины (рис. VI—4), по конструкции ана-
логичной кабинам, применяемым в физиотерапевтических кабинетах для
отделения одного пациента от другого. К металлическим трубам 1 на
кольцах или зажимах подвешиваются на высоте 2—2,2 м полотна 2 спе-
циальной защитной ткани (артикул 4381). Ткань обладает высокими
экранирующими свойствами (в диапазоне волн 3—150 см не менее 26 дБ)
за счет наличия в ее структуре изолированного микропровода диаметром
несколько десятков микрон. Полосы ткани сшиваются на обычной швей-
322
ной машине одиночным швом таким образом, чтобы образовать цельный
экран без продольных щелей. Для прохода внутрь кабины передняя
полоса 3 может отодвигаться в сторону. Чтобы исключить излучение
энергии, эта полоса ткани перекрывает смежный край боковой полосы
на 10—15 см. В случае, если кабина устанавливается около капитальной
стены (кирпич, крупноблочная панель и т. п.), то стена тканью не за-
крывается. При этом края боковых полос должны касаться стены с тем,,
чтобы щель была минимальна. Нижние края полотен ткани должны ка-
саться пола.
Защитное действие такой кабины объясняется тем, что поле в ре-
зультате многократных отражений от поверхности ткани оказывается
почти полностью локализованным в кабине. Часть энергии, излученная
Рис. VI — 5. Защитные очки ОРЗ-5.
через неэкранированный верх кабины, невелика и попадает в помещение-
после отражения от потолка кабины. Таким образом, относительно про-
стыми средствами обеспечивается необходимая защита обслуживающего
персонала.
В случае, если эксплуатация аппарата для СМВ-терапии или ДМВ-
терапии производится в углу помещения, имеющего капитальные стены,
то для защиты от излучения может быть применена ширма, обтянутая
экранирующим материалом. Больше в-сего для этой цели подходит ткань,
с микропроводом, но может быть применена и металлическая сетка.
Ширма устанавливается так, чтобы края ее непосредственно подхо-
дили к двум смежным стенам комнаты, отгораживая угол, в котором
расположены аппарат и пациент на кушетке. Для прохода к пациенту
крайняя штора ширмы отодвигается внутрь комнаты.
Для уменьшения излучения в окружающую среду следует строго вы-
полнять правила проведения процедур: высокое напряжение на генера-
тор подавать только после установки излучателя в нужное положение
относительно облучаемого участка тела; перед прекращением процеду-
ры необходимо выключить высокое напряжение.
Размеры и форма излучателя должны соответствовать облучаемому
участку тела. Желательно, чтобы размер выходного отверстия излуча-
теля был меньше размера облучаемой части тела и, чтобы направлен-
ный поток энергии полностью ею перекрывался. Не следует излишне
увеличивать величину зазора между излучателем и поверхностью тела.
Для защиты глаз пациента при облучении области головы (за ис-
ключением случаев лечения при офтальмологических заболеваниях)
используются очки типа ОРЗ-5 (рис. VI—5). Защитные очки изготовле-
ны на основе летно-шоферских очков, и имеют стекла, покрытые отра-
21* 323.
жающей светопрозрачной пленкой двуокиси олова. В диапазоне волн
0,8—150 см очки обеспечивают ослабление не менее 90 дБ при свето-
прозрачнос4и стекол не менее 74%.
Все указанные выше средства защиты должны применяться при экс-
плуатации аппаратов «Луч-58» и «Волна-2», имеющих выходную мощ-
ность 100—150 Вт и использующих метод дистанционного воздействия,
т. е. с зазором между излучателем и телом пациента.
При воздействии по контактной методике с помощью портативного
аппарата для микроволновой терапии «Луч-2» специальных мер защиты
не требуется. Это объясняется небольшой выходной мощностью аппара-
та (20 Вт), а также использованием контактных излучателей, обеспечи-
вающих почти полное поглощение тканями тела излученной энергии.
При эксплуатации аппарата для УВЧ-терапии «Экран-1», имеющего
максимальную мощность до 400 Вт, также следует принимать меры для
ослабления поля УВЧ в помещении физиотерапевтического кабинета.
Для этого может быть рекомендована описанная выше кабина из за-
щитной ткани с микропроводом.
Раздел 4
КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЯ АППАРАТУРЫ
И ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ
Для обеспечения требований электробезопасности необходима пра-
вильная организация и проведение всех необходимых испытаний прибо-
ров и аппаратов, а также защитных устройств.
При разработке и внедрении нового типа аппарата, при изменении
частично или полностью конструкции или технологических процессов
при серийном выпуске, если эти изменения могут оказать влияние на
электробезопасность, проводится полный комплекс так называемых ти-
повых испытаний.
Обязательной при типовых испытаниях является проверка недоступ-
ности для прикосновения находящихся под напряжением частей. Про-
верка этого требования производится с помощью металлического испы-
тательного пальца диаметром 12 мм, имитирующего палец человека.
После удаления всех крышек, щитков и т. п., снимаемых без помощи
инструмента, шарнирный палец вводится во всевозможных положениях
в имеющиеся щели и отверстия и если он касается части, находящейся
в рабочих условиях под напряжением, то замыкается цепь питания при-
соединенной к этой части сигнальной лампы.
Наиболее ответственными являются испытания изоляции аппаратов,
в первую очередь той, которая в наибольшей степени обеспечивает без-
опасность обслуживающего персонала и пациента. К такой изоляции
относятся изоляция между сетевой цепью и металлическим корпусом
(основная — для аппаратов класса 01 и I, двойная или усиленная — для
аппаратов класса II); изоляция между сетевой цепью и рабочей частью;
изоляция между рабочей частью и корпусом (если она необходима).
Испытания изоляции включают в себя измерение ее электрического
сопротивления и проверку электрической прочности.
Сопротивление изоляции измеряется на постоянном токе, обычно, с
помощью мегометра. В качестве норм для сопротивления изоляции, из-
меренного после испытаний на влагоустойчивость, приняты следующие
величины: для основной изоляции — 2 МОм, для дополнительной —
5 МОм и для усиленной — 7 МОм.
Проверка электрической прочности производится повышенным по
сравнению с рабочим испытательным напряжением. Для испытаний ис-
пользуется, как правило, переменное напряжение. Величина его диффе-
324
ренцирована в зависимости от рабочего напряжения, приложен-
ного к изоляции, ее назначения и класса защиты испытываемого из-
делия.
При рабочем напряжении от 150 до 250 В основная изоляция испы-
тывается напряжением 1500 В, дополнительная — напряжением 2500 В
и усиленная — напряжением 4000 В. Такие высокие требования к за-
щитной изоляции объясняются тем, что аппараты класса II не имеют
каких-либо других средств защиты от опасных напряжений прикосно-
вения.
Изоляция сетевой цепи от цепи пациента имеет особо важное значе-
ние. В случае, если имеется токопроводящее соединение рабочей части
с телом пациента и цепь пациента изолирована от корпуса, то для клас-
сов 01, I и II эта изоляция должна быть двойной или усиленной. Испы-
тательное напряжение зависит при этом от величины рабочего напряже-
ния, приложенного к изоляции, и
при отсутствии у трансформатора
повышающих обмоток, питающих
цепь пациента, составляет 4000 В.
Одним из основных испытаний
на электробезопасность является
измерение тока утечки. При изме-
рении утечки переменного тока
определяется комплексная вели-
чина сопротивления изоляции,
т. е., помимо омического сопро-
тивления, учитывается также
утечка переменного тока через
распределенную емкость и ем-
кость конденсаторов, шунтирую-
щих испытываемую ИЗОЛЯЦИЮ. Рис. VI — 6. Схема измерения тока утечки.
С точки зрения опасности пора-
жения пациента и обслуживающего персонала, эти измерения необхо-
димы, так как именно величина результирующего тока, включающая
как активную, так и реактивную составляющую, определяет степень
опасности для персонала и пациента. В то же время эти измере-
ния не дают представления о качестве собственно изоляции и должны
быть поэтому дополнены измерением ее сопротивления на постоянном
токе.
Разделяют два вида тока утечки: на корпус и на пациента. Допустимая
величина тока утечки на корпус определяется классом защиты изделия.
Для изделий с защитным заземлением (классы 01 и I) эта величина
составляет 0,5 мА, для изделий класса II, при касании которых ток
утечки полностью проходит через человека, он не должен превышать
0,25 мА.
Допустимые величины тока утечки на пациента зависят от связи ра-
бочей части с пациентом, т. е. от типа изделия. Для изделий типа В и
BF наибольшая допустимая величина тока утечки на пациента состав-
ляет 0,1 мА, для изделий типа CF, имеющих непосредственный контакт
с сердцем,— не более 0,01 мА.
У аппаратов класса III величина тока утечки не нормируется, так
как она определяется изоляцией защитного понижающего трансформа-
тора.
Измерение тока утечки производят по схеме, упрощенный вариант ко-
торой приведен на рис. VI—6 (цепь для измерения тока утечки на па-
циента показана пунктиром). Измерения производятся при изолирован-
ном от земли корпусе, при напряжении питания (контролируется вольт-
метром), составляющем 110% отноминала.
325
Ток утечки может зависеть от того, какой сетевой провод окажется
под потенциалом земли, поэтому измерения производятся при различ-
ных положениях переключателя В.
Если корпус изделия или его рабочая часть имеет доступные для
прикосновения части из изоляционного материала, то при измерениях
на эти части накладывается металлическая фольга (с размерами, не
превышающими 20ХЮ см) и соединяется с измерительной цепью.
Значение тока утечки рассчитывается по напряжению, измеренному
милливольтметром (внутреннее сопротивление милливольтметра долж-
но быть не менее 100 кОм) и сопротивлению резистора R.
Испытания качества изоляции аппаратов должны производиться не-
посредственно после того, как они подвергнутся воздействиям внешних
нагрузок. Вначале проверяется работоспособность аппарата при про-
должительном режиме работы. При этом, как правило, должна быть
достигнута установившаяся температура всех частей, причем темпера-
тура изоляции не должна превышать допустимых норм. Непосредствен-
но после конца продолжительной работы аппарата измеряются ток утеч-
ки, электрическое сопротивление изоляции, а также испытывается элек-
трическая прочность изоляции.
Такие же испытания изоляции производятся и после проверки изде-
лия на влагоустойчивость (в камере влажности) и вибропрочность.
Помимо надежности изоляции, решающее значение для электробе-
зопасности имеет правильная конструкция и качественный монтаж
аппарата. В связи с этим при испытаниях аппарата на электробезопас-
ность необходимо произвести общий осмотр его конструкции и монтажа.
При этом основное внимание должно быть обращено на сетевую цепь
и цепь пациента. По принципиальной схеме следует выделить все дета-
ли и элементы, относящиеся к сетевой цепи, т. е., имеющие токопроводя-
щее соединение с сетевыми проводами. Все эти детали и элементы,
включая соединительные провода, должны быть найдены в аппарате и
рассмотрены с точки зрения обеспечивания требований электробезопас-
ности. Наиболее часто встречаются следующие недостатки выполнения
сетевой цепи:
— применение деталей с испытательным напряжением (согласно
ГОСТ, нормалей и другой технической документации, утвержденной в
установленном порядке) меньшим, чем напряжение, которым испыты-
вается изоляция сетевой цепи от корпуса. Это касается держателя
предохранителя, тумблера, патрона сигнальной лампы и ряда других
деталей. Ссылки на то, что аппарат выдержал испытания электрической
прочности изоляции, ни в коем случае не должны приниматься во вни-
мание. Только статистически достоверные данные о надежности детали,
полученные в результате обработки большого количества результатов
испытаний на заводе-изготовителе, могут быть использованы при опре-
делении величины испытательного напряжения. Испытания же недопу-
стимо повышенным напряжением могут, не разрушив полностью изоля-
цию, привести к ее ослаблению и потере надежности;
— прокладывание относящихся к сетевой цепи проводов, не имею-
щих дополнительной изоляции, в общем жгуте с проводами цепи па-
циента, крепление проводов к шасси металлическими скобками, без изо-
ляционных прокладок, отсутствие изоляционных втулок в отверстиях в
металлических частях, через которые проходят провода, касание про-
водами перемещающихся частей (осей колес, переключателей и т. п.);
— крепление деталей (опорная стойка, тумблер и др.) без фиксации
от проворота, в результате чего в условиях эксплуатации возможно не-
допустимое уменьшение путей утечки и зазоров, либо даже соприкосно-
вение частей, находящихся под напряжением, и шасси или корпуса;
установка монтажных лепестков без учета возможности их изгиба и ка-
сания рядом расположенных токопроводящих частей;
326
— недостаточные пути утечки и зазоры; выполнение путей утечки и
зазоров без учета допусков на изготовление деталей (например, при на-
личии эксцентриситета в шайбах, зазор между винтовыми зажимами на
монтажной панели может недопустимо уменьшиться), выполнение путей
утечки и зазоров без учета возможности их загрязнения (например, при
недостаточной величине углубления, в котором утоплены головка винта
или гайка, накопившаяся в нем грязь может значительно уменьшить за-
зор или путь утечки);
— отсутствие необходимой защиты сетевого шнура от натяжения
(завязывание шнура узлом, привязывание его к шасси и т. д.) и от
изгиба.
При рассмотрении недостатков в изготовлении цепи пациента основ-
ное внимание следует уделять возможности ее соединения с сетевой
цепью. Должны быть проанализированы все возможные неисправности
и аварийные режимы, в результате которых для пациента может воз-
никнуть опасность поражения электрическим током. Причинами появле-
ния такой опасности могут быть как простейшие неисправности, напри-
мер, замыкание электродов радиоламп, пробой конденсаторов, так и
более сложные нарушения — срыв генерации, возникновение паразитной
генерации и др.
При испытаниях должны также учитываться специфические требо-
вания, связанные с применением определенного класса защиты.
В аппаратах класса 01 должно быть тщательно рассмотрено выпол-
нение наружного защитного зажима. Зажим должен быть изготовлен из
латуни или другого не менее коррозионноустойчивого металла. Если за-
щитный зажим является частью корпуса аппарата, изготовленного из
алюминия или его сплавов, то должны быть приняты меры против опас-
ности коррозии, вследствие соприкосновения алюминия корпуса и меди
защитного провода.
Зажим должен быть прочно соединен с кожухом или шасси аппарата
и не может быть использован для механического закрепления каких-
либо других частей и проводов, кроме защитного провода. Необходимо
проверять переходное сопротивление между зажимом и соединяемой с
ним наиболее удаленной доступной для прикосновения металлической
частью. Это сопротивление при испытательном токе 10—25 А не должно
быть более 0,1 Ом.
Конструкция защитного зажима должна обеспечивать без помощи
инструмента надежное механическое закрепление и хороший электриче-
ский контакт с подключаемым к нему отдельным защитным проводом.
Неправильным является применение защитных зажимов в виде типовых
приборных клемм, допускающих присоединение провода, оканчивающе-
гося однополюсной вилкой, без какой-либо механической фиксации,
обязательна маркировка зажима отличительным знаком.
При испытаниях аппаратов II класса особо тщательно должно быть
просмотрено выполнение дополнительной изоляции. Зазоры и пути утеч-
ки, относящиеся к этой изоляции, не должны подвергаться действию
грязи, пыли, масла и других веществ, уменьшающих ее надеж-
ность.
Конструкция дополнительной изоляции, выполненной в виде прокла-
док, вставок и других частей из изоляционного материала, должна ис-
ключать их неправильную установку, а также возможность работы ап-
парата без этих частей. Крепежные детали, изготовленные из изоля-
ционного материала и выполняющие роль дополнительной изоляции, не
должны быть взаимозаменяемыми с аналогичными металлическими де-
талями, чтобы исключить возможность их замены при ремонте или на-
стройке аппарата.
Предприятие-изготовитель должно гарантировать выполнение всех
требований электробезопасности не только при проведении типовых ис-
327
пытаний, но и для каждого изделия при серийном производстве. С этой
целью проводятся приемо-сдаточные испытания каждого изделия. Обя-
зательным при этом является проверка электрической прочности и изме-
рение сопротивления изоляции сетевой цепи от корпуса и от цепи па-
циента, а также измерение тока утечки. Для упрощения условий испы-
таний при выпуске продукции они могут проводиться на аппаратах,
имеющих температуру заводского помещения, т. е. находящихся в хо-
лодном состоянии.
При эксплуатации аппаратов класса 01 и I, помимо надежности
аппарата, необходимым условием полной электробезопасности медицин-
ского персонала и пациента является систематический контроль и про-
верка заземляющего устройства.
Непрерывность заземляющих проводников должна проверяться не
реже 1 раза в год, а также при каждой перестановке аппаратуры. Со-
противление заземляющего устройства должно измеряться также не
реже 1 раза в год с оформлением специальным протоколом.
Систематического наблюдения требуют также экраны из защитной
ткани с микропроводом. Необходимо следить за целостностью ткани,
очищать ее от пыли, при необходимости стирать; после стирки следует
обращать внимание на зазор между полом и нижним краем ткани, так
как из-за усадки ткани он может недопустимо увеличиться.
1 производстве. С этой
каждого изделия. Обя-
ской прочности и изме-
корпуса и от цепи па-
ощения условий испы-
диться на аппаратах,
е. находящихся в хо-
, помимо надежности
безопасности медицин-
еский контроль и про-
)лжна проверяться не
ювке аппаратуры. Со-
измеряться также не
ротоколом.
; экраны из защитной
1 целостностью ткани,
после стирки следует
<ним краем ткани, так
дичиться.
ГЛАВА VII
РАДИОПОМЕХИ, СОЗДАВАЕМЫЕ ЭЛЕКТРОМЕДИЦИНСКОЙ
АППАРАТУРОЙ, и борьба с ними
Раздел 1
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О РАДИОПОМЕХАХ
Интенсивное развитие и массовое применение средств радиосвязи,
радиовещания, телевидения и других видов передачи радиосигналов с
большой остротой поставило вопрос об обеспечении необходимого каче-
ства и надежности радиопередачи и радиоприема. Решение этой пробле-
мы может быть достигнуто, с одной стороны, повышением помехоустой-
чивости радиоаппаратуры, а с другой — освобождением эфира и различ-
ных сетей от радиопомех, т. е. от мешающих сигналов.
Индустриальными радиопомехами (в отличие от атмосферных) на-
зываются мешающие радиоприему высокочастотные напряжения в сетях
и поля, создаваемые в результате работы различных электроустройств
(кроме радиопередающих). Соответственно источником радиопомех на-
зываются электроустройства, создающие во время своей работы инду-
стриальные радиопомехи.
Радиопомехи могут распространяться по эфиру во всех направлени-
ях, а также вдоль проводов электрических сетей (по сети). Интенсив-
ность радиопомех, распространяющихся по эфиру, определяется по на-
пряженности создаваемого ими поля. Напряженность поля помех изме-
ряется особым, снабженным стандартной антенной прибором, называе-
мым измерителем помех.
Интенсивность помех, распространяющихся по сети, определяется
напряжением, которое создается на зажимах источника помех (по отно-
шению к земле) или в любом заранее обусловленном месте электриче-
ской сети, связанной с источником помех. Это напряжение измеряется
измерителем помех с подключенным к его входу коаксиальным кабелем
с высокочастотным разъемом.
Многие электромедицинские аппараты являются источниками ин-
тенсивных радиопомех. В первую очередь, это относится к высокоча-
стотной физиотерапевтической аппаратуре. Высокочастотные физиотера-
певтические аппараты имеют электроды, индукторы или излучатели, Со-
здающие электрические, магнитные или электромагнитные поля для
воздействия на пациента. При проведении процедуры часть генерируе-
мой энергии рассеивается в окружающее пространство в виде электро-
магнитных волн, оказывающих мешающее действие приему радиоси-
гналов.
Высокочастотная электромедицинская аппаратура (в основном, ап-
параты для УВЧ-терапии и индуктотермии) может создавать помехи
приему телепередач за счет гармоник, попадающих в полосу пропуска-
ния высокочастотного тракта телевизора. Гармоники основной частоты
аппаратов для дарсонвализации, ультразвуковой терапии, работающих
в диапазоне длинных и средних волн, могут оказывать мешающее дей-
ствие при приеме радиовещания.
При расположении медицинского аппарата в непосредственной бли-
зости от телевизора или радиоприемника напряжение основной частоты
на входе приемника может иметь значительную величину, в связи с чем
возможны помехи за счет перекрестной модуляции и образования ком-
бинационных частот.
22 № 1471 329
L
Мешающее действие приему радио- и телепередач определяется со-
отношением между напряжением принимаемого сигнала и напряжением
помех на входе приемника. Чем больше отношение сигнал/помеха, тем
Рис. VII — 1. Схема емкостной связи . антенны приемника с сетью,
несущей помехи.
меньше мешающее действие и наоборот. Так, например, для хорошего
телевизионного приема необходимо, чтобы отношение сигнал/помеха
было не менее 70. Для того чтобы повысить помехоустойчивость приема,
Рис. VII —2. Схема распространения
радиопомех по проводам электриче-
ской сети.
а — симметричные радиопомехи; б — несим-
метричные радиопомехи.
стремятся увеличить напряженность
поля, создаваемого телевизионным пе-
редатчиком.
Минимальная напряженность поля
телевизионного сигнала, обеспечиваю-
щая нормальный прием для I и II ка-
налов, считается равной 500 мкВ/м. В
условиях города уровень полезного
сигнала, как правило, значительно
выше. Для повышения помехоустойчи-
вости телевизоры имеют на входе на
строенные высокочастотные контуры,
что резко уменьшает влияние высоко-
частотных колебаний, лежащих вне по-
лосы пропускания контуров. Несмотря
на эти меры, для обеспечения нор-
мальной работы телевидения, высоко-
частотные медицинские аппараты
(главным образом аппараты для
УВЧ-терапии) приходится оснащать
различного рода устройствами, сни-
жающими до допустимых величин из-
лучения гармоник основной частоты.
Мешающее действие помех от элек-
тромедицинской аппаратуры радио-
приемным устройствам в диапазоне
длинных и средних волн вызывается
главным образом емкостной связью
антенны и цепи заземления приемника
либо с питающей сетью источника помех, либо с сетью, находящейся в
его сфере влияния (вторичный носитель помехи). На рис. VII—1 схема-
тически изображена емкостная связь приемной антенны с сетью, несу-
щей помеху.
В диапазоне коротких и ультракоротких волн в связи с относительно
быстрым затуханием помех в проводах мешающее действие происходит,
330
в основном, за счет электромагнитного излучения, воздействующего на
приемные антенны. Кроме того, напряжения помех могут проникать в
приемные устройства и по питающей сети симметричным и несимметрич-
ным путем. Наибольшее мешающее действие оказывают несимметрич-
ные помехи, распространяющиеся по обоим проводам питающей сети
(в одном направлении) и земле и замыкающиеся через эквивалентные
высокочастотные сопротивления сети относительно земли (Zh2 на рис.
VII 2, б).
Симметричные помехи распространяются по обоим проводам пита-
ющей сети и замыкаются через эквивалентное высокочастотное сопро-
тивление питающей сети (Zhi на рис. VII—2, а).
В реальных условиях источники помех создают как симметричные,
так и несимметричные помехи. Однако токи симметричных помех в се-
тевых проводах текут в разных направлениях и создаваемые ими поля
противоположно направлены и взаимно компенсируются. Поэтому при
нормировании предусматриваются измерения только несимметричных
напряжений радиопомех.
Раздел 2
НОРМИРОВАНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ РАДИОПОМЕХ
В связи с широким развитием и большим значением радиосвязи и
телевидения, а также других радиослужб государственные законополо-
жения ограничивают нормами допускаемые радиопомехи от любых элек-
тротехнических устройств, в том числе электромедицинской аппаратуры.
Учитывая трудности подавления излучения основной частоты, созда-
ваемого физиотерапевтическими высокочастотными аппаратами, для них
выделены определенные полосы частот, в которых радиопомехи не нор-
мируются или допускаемые уровни значительно повышаются. Ниже
приводятся выдержки из «Общесоюзных норм допускаемых индустри-
альных радиопомех», утвержденных в 1972 г.
Нормы допускаемых индустриальных радиопомех распространяются
на радиопомехи, создаваемые электрическими устройствами, оборудова-
нием и аппаратурой различного назначения в диапазоне от 0,15 до
1000 МГц. Соответствие источника помех требованиям норм должно
определяться по:
напряженности поля помех — на заданном (нормированном) рас-
стоянии от источника помех;
напряжению помех — на зажимах источника помех или в помехо-
несущей сети.
Допускаемые напряженности поля помех и напряжения помех по
должны превышать величин, указанных в «Нормах». Для высокочастот-
ных медицинских аппаратов (на гармониках, не попадающих в выде-
ленные полосы), эксплуатируемых в жилых домах или подключаемых
к домовым электрическим сетям, допускаемые величины приведены в
табл. VII—1. В таблице и далее в тексте величины напряженности поля
и напряжения даны в децибеллах. При этом напряженности поля (на-
пряжению) 0 дБ соответствует 1 мкВ/м (1 мкВ).
В диапазоне частот 30—1000 МГц на гармониках, не попадающих
в каналы телевидения, допускается превышение норм на 20 дБ (в 10
раз).
Для остальных электромедицинских приборов и аппаратов — источ-
ников помех, эксплуатируемых в жилых домах или подключаемых к их
электрическим сетям, допускаемые величины приведены на рис. VII—3.
Для медицинской высокочастотной аппаратуры выделено 19 частот,
которые в зависимости от условий их выпуска и эксплуатации делятся
па 2 подгруппы.
22*
33)
Таблица VII—I
Допускаемые величины напряженности поля радиопомех, дБ Допускаемые величины напряжения радио- помех, дБ
в диапазоне частот, МГц при нзмеренни в диапазоне частот, МГц при измерении
0,15—0,5 выше 0,5 ДО 2,5 выше 0,5 до 30 выше 30 до 1000 от 0,15 до 0,5 1 выше 0,5 ДО 2,5 выше 2,5 ДО 6 выше 6 до 30
46 Ц 40 32 46 На расстояннн 10 м от источ- ника 60 52 52 52 На зажимах источника
1 — стационарные
2— передвижные
1 — с питанием от сети
2 — с автономным питанием
332
б
Таблица VII—I
пичииы напряжения радио-
помех, дБ
гот, МГц при измерении
1 ДО 6 1 выше 6 до 30
12 52 На зажимах источника
А. Частоты, которые разрешается использовать при отсутствии ме-
шающего действия радиослужбам, работающим в этих полосах частот;
22 кГц ± 7,5% 460 МГц ± 1 %
44 кГц±10% 915 МГц±2%
66 кГц+12%—10% 2375 МГц±2%
13560 кГц±0,05% 2450 МГц±2%
27120 кГц±0,6% 24,125 ГГц±0,5%
40,68 МГц±2,0% 42,3 ГГц±2,5%
40,68 МГц±0,05% 46,2 ГГц±2,5%
48,4 ГГц±2,5%
Для сближения с международными нормами, частота 40,68 МГц
+2% в новых разработках не должна использоваться.
Б. Частоты, которые разрешается использовать при условии, что на-
пряженность поля радиопомех на расстоянии 30 м не будет превышать
70 дБ.
440 кГц±2,5% 1760 кГц±2,5%
2640 кГц± 1%
880 кГц±1% 5280 кГц±2,5%
«Общесоюзными нормами допускаемых индустриальных радиопо-
мех», а также ГОСТ 16842—76 и ГОСТ 11001—69 регламентируются
также требования к измерительной аппаратуре, условия измерения ра-
диопомех и обработка результатов измерений.
В качестве измерительной аппаратуры используются специальные
измерители помех, представляющие собой высокочувствительные супер-
гетеродинные радиоприемники со ступенчатым делителем напряжения на
входе и измерительным стрелочным прибором на выходе. Полоса про-
пускания и постоянная времени детектора измерителя помех стандарти-
зованы. Для контроля измерителя во время измерений в нем имеется
внутренний калибратор.
В диапазоне от 0,15 до 30 МГц используется измеритель помех,
снабженный для измерения вертикальной составляющей напряженности
электрического поля штыревой антенной высотой 1 м, а также для из-
мерения горизонтальной составляющей напряженности магнитного
поля — вертикальной рамочной антенной. Нижняя точка как штыревой,
так и рамочной антенны должна находиться на расстоянии 1 м от земли.
Для измерений горизонтальной и вертикальной составляющих напря-
женности электрического поля в диапазоне от 30 до 300 МГц приме-
няется прибор, снабженный дипольной антенной, центр которой должен
находиться на расстоянии 3 м от земли.
Для измерения напряжения сетевых помех измерители помех снаб-
жены экранированным коаксиальным кабелем.
При измерении напряжения помех источник подключается к экви-
валенту сети, задачей которого является: создать для помех, распро-
страняющихся по сети, стандартную эквивалентную нагрузку, отсечь по-
сторонние помехи из питающей сети, обеспечить возможность подключе-
ния высокочастотных кабелей измерителей помех.
Схема расположения оборудования при измерении напряжения по-
мех на зажимах источника приведена на рис. VII—4.
Источник помех 1 устанавливается на подставке 2 из изоляционного
материала на расстоянии 0,4 м от вертикально-расположенного зазем-
ленного металлического листа 3, размером не менее 2\2 м. Если ис-
точник помех имеет большие габариты и вес, то вместо подставки ис-
пользуется плита толщиной 4 см. Кабель питания 4 источника помех,
Рис. VII—3. Допускаемые величины напряжения (а) и напряженности поля (б) радио-
помех от источников, эксплуатируемых s жилых домах, или подключаемых к их
электрическим сетям.
333
если он длиннее 0,9 м, свертывается в плоские петли длиной 0,3 м и
подключается к эквиваленту сети 5, напряжение помех на котором из-
меряется измерителем помех 6. Эквивалент сети соединяется с зажи-
мом 7 на металлическом листе проводом или шиной длиной не более
0,1 м.
Если корпус аппарата имеет зажим защитного заземления, то провод
заземления располагается параллельно сетевому кабелю на расстоянии
не более 0,1 м от него и соединяется с зажимом заземления эквивален-
Рнс. VII—4. Схема расположения оборудования при измерении на-
пряжения радиопомех на зажимах источника.
Измерения напряженности поля помех производятся на открытой из-
мерительной площадке. Площадка должна быть предварительно про-
верена на отсутствие отражений от посторонних предметов. В большин-
стве случаев площадка удовлетворяет предъявляемым требованиям,
если (при измерении на расстоянии 10 м от источника помех) металли-
ческие сооружения удалены от места измерений на 30 -4- 50 м, кирпич-
ные строения — на 25-4-40 м, деревянные строения или лес — на 20-4-
35 м.
Схемы расположения оборудования при измерении напряженности
поля помех в диапазоне 0,15—30 МГц приведены на рис. VII—5, а (из-
меритель помех со штыревой антенной) и на рис. VII—5,6 (измеритель
с рамочной антенной). На рис. VII—5, в схема приведена для 'случая
крупногабаритного источника помех при измерении в диапазоне частот
выше 30 МГц.
Источник помех 1 располагается на специальной подставке 2 из изо-
ляционного материала, установленной на заземленном металлическом
листе 3 размером не менее 2 X 2 м. Питание источника производится
через эквивалент сети 4.
Измерительная антенна 5 устанавливается на расстоянии R от ис-
точника, равном 10 м для высокочастотных и 3 м для остальных прибо-
ров и аппаратов. Измеритель помех 6 располагается за антенной. При
измерениях источник помех поворачивают вокруг оси подставки до по-
лучения максимальных показателей измерителя.
При измерениях радиопомех, создаваемых электромедицинскими
приборами и аппаратами, последние должны работать в режиме, при
котором помехи оказываются наибольшими. В частности, измерение по-
мех от аппарата для УВЧ-терапии производится с подключением к нему
конденсаторных электродов и эквивалентной нагрузки — фантома, опи-
334
петли длиной 0,3 м и
помех на котором из-
I соединяется с зажи-
иной длиной не более
заземления, то провод
кабелю на расстоянии
заземления эквивален-
санного в разделе 5 главы III. При измерениях аппарат работает в ре-
жиме максимальной мощности с оптимальными зазорами.
Помимо уровня создаваемых радиопомех при испытаниях аппаратов
для УВЧ-терапии, так же как и для других высокочастотных аппаратов,
контролируется стабильность частоты генератора. Измерения произво-
при измерении на-
минка.
датся на открытой из-
> предварительно про-
тредметов, В большин-
>ляемым требованиям,
гника помех) металли-
ка 30 4-50 м, кирпич-
ия или лес — на 204-
зрении напряженности
на рис. VII—5, а (из-
VII—5, б (измеритель
приведена для случая
:ии в диапазоне частот
ой подставке 2 из изо-
пенном металлическом
сточника производится
а расстоянии R от ис-
для остальных прибо-
ется за антенной. При
г оси подставки до по-
электромедицинскими
1ботать в режиме, при
[сгнести, измерение по-
г подключением к нему
'рузки — фантома, опи-
Рис. VII — 5. Схемы расположения оборудования при измере-
нии напряженности поля радиопомех.
а, б — от малогабаритных источников в диапазоне 0,15—30 МГц; в — от
крупногабаритного источника в диапазоне’30—300 МГц.
дятся волномером или другим измерительным прибором, обеспечиваю-
щим погрешность измерений на порядок меньшую, чем разрешенный
допуск по частоте.
Измерения стабильности частоты производятся при нагрузке аппара-
та для УВЧ-терапии на фантом с использованием электродов наимень-
шего диаметра. Электроды располагаются соосно и параллельно дискам
фантома на расстоянии, равном половине диаметра пластины электро-
да, но не более 3 см. Если возникает явление затягивания частоты гене-
рации, то максимальная разница между двумя измеренными частотами
при «перескоке» не должна составлять более 70% от заданного поля до-
пуска по частоте.
335
Раздел 3
БОРЬБА С РАДИОПОМЕХАМИ
Борьба с радиопомехами ведется тремя основными методами. Подав-
ление помех в месте их возникновения — кардинальный метод, обеспе-
чивающий надежное решение проблемы. Действие помех может быть
ослаблено также на путях их распространения рациональным располо-
жением электросетей, их экранировкой и емкостной блокировкой, и, на-
конец, в месте приема может повышаться помехоустойчивость за счет
совершенствования схем радио- и телевизионных приемников, улучше-
ния их избирательности, применением коллективных телевизионных ан-
тенн, правильной их установкой и ориентацией и др.
Основными способами подавления радиопомех в месте их возникно-
вения являются экранирование и фильтрация, дополняющие друг друга.
При защите электромедицинской аппаратуры широко используются оба
эти метода.
При экранировании в качестве основного экрана обычно использует-
ся металлический корпус самого аппарата. Однако, например, для аппа-
рата для УВЧ-терапии большой мощности это является недостаточным.
Так, например, в аппарате «Экран-1» внешний корпус является декора-
тивным, а задачу экранирования выполняет второй внутренний корпус,
съемные стенки которого входят в пазы со специальными пружинными
контактами.
Кроме общей экранировки для исключения распространения радио-
помех от одного блока к другому, например, от генератора к блоку
питания и к выходному контуру, широко применяется еще так назы-
ваемая поблочная экранировка. Так, например, в аппарате УВЧ-66
лампы и контур генератора заключены в отдельный замкнутый кожух
со съемной крышкой и сетчатой стенкой для принудительной вентиля-
ции.
Важное значение имеет также экранировка проводов, проходящих из
одного блока аппарата в другой. В аппарате «Экран-1» жгут проводов,
проходящий через блок питания к панели управления, заключен в ме-
таллическую трубу, защищающую провода от интенсивного поля в блоке
генератора. Труба надежно соединена с корпусом аппарата.
Все вышеописанные примеры экранирования относились к электро-
магнитным экранам, т. е., к экранам, ограничивающим распространение
высокочастотного электромагнитного поля. В ряде случаев в технике
борьбы с помехами применяются электростатические экраны, предна-
значенные для локализации электрического поля.
В аппаратах для УВЧ-терапии и индуктотермии широко применяется
статическое экранирование витков шлейфа, связывающего анодный кон-
тур генератора и выходной контур. В аппаратах УВЧ-30, УВЧ-66 виток
шлейфа выполнен в виде отрезка коаксиального кабеля. Центральный
проводник кабеля включен в цепь шлейфа, а наружный используется
как экран. Для того чтобы не нарушить индуктивную связь между шлей-
фом и катушкой генератора оплетка кабеля делается незамкнутой, т. е.,
на одном конце витка она соединена с корпусом аппарата, а на другом
изолирована от него.
Наличие электростатического экрана устраняет емкостную связь ме-
жду катушкой анодного контура и шлейфом и исключает возможность
передачи четных гармоник. Передача же их индуктивным путем не про-
исходит, так как токи четных гармоник в контурной катушке двухтакт-
ного генератора текут в противоположном направлении (см. ниже).
Одним из видов электростатического экранирования является экран
между первичной (сетевой) и вторичными обмотками силового транс-
форматора. Экран выполняется в виде незамкнутого витка из металли-
336
ческой фольги, закрывающего всю ширину обмотки. Экран изолируется
от других обмоток и соединяется с сердечником трансформатора, имею-
щем в свою очередь хороший контакт с корпусом аппарата.
В тех случаях, когда из экрана, в котором находится источник по-
мех, выходят провода, соединяющие его с питающей сетью, или другим
блоком (при поблочном экранировании) необходимо отфильтровать рас-
пространяющиеся по этим проводам помехи. Это достигается примене-
нием фильтров. В зависимости от уровня и частотного спектра помех
Рис. VII — 6. Проходной конденсатор.
а — схематическое изображение конструкции; б — внешний вид защитного блока
с двумя проходными конденсаторами.
выбирается схема и конструкция фильтра. Простейший фильтр — ем-
костной, представляет собой емкостную блокировку, т. е. включение ме-
жду каждым проводом и корпусом аппарата помехоподавляющих кон-
денсаторов.
Эффективность фильтрации, обеспечиваемой конденсатором на высо-
ких частотах, ограничивается его собственной индуктивностью, дости-
гающей, например, у обычных бумажных конденсаторов сотых долей
микрогенри. Собственная индуктивность конденсатора образует с его
емкостью резонансный контур и на частотах выше резонансной сопро-
тивление конденсатора имеет индуктивный характер и возрастает с ча-
стотой. Поэтому резонансная частота конденсатора, составляющая, на-
пример, для бумажного конденсатора емкостью 0,1 мкФ 1—2МГц,
должна лежать выше диапазона частот, в котором находятся фильтруе-
мые помехи.
Для диапазона УВЧ применяются, как правило, конденсаторы спе-
циальной конструкции, называемыми проходными. У проходных конден-
саторов резко выраженных резонансных явлений не наблюдается вплоть
до тысяч мегагерц.
337
Схематическое изображение конструкции проходного конденсатора
приведено на рис. VII—6, а; внешний вид защитного блока с двумя
проходными конденсаторами на рис. VII—6, б.
У проходного конденсатора токонесущий стержень 1 проходит вну-
три конденсаторной секции, представляющей собой две длинные ленты
алюминиевой или оловянной фольги и несколько лент специальной кон-
денсаторной бумаги между ними, свитые в рулон (в зависимости от ра-
бочего напряжения между лентами фольги прокладывается то или иное
число слоев бумаги). Каждая лента является обкладкой конденсатора,
торец 2 одной обкладки спаян со стержнем, торец 3 другой обкладки
с корпусом 4 конденсатора. Стержень крепится в корпусе с помощью
стеклянных или керамических изоляторов 5, 6.
Проходной конденсатор можно рассматривать как систему коакси-
альных цилиндрических конденсаторов, соединенных на торцах. Такая
система в отличие от обычного конденсатора не меняет своих емкост-
ных свойств и обеспечивает эффективное подавление помех во всем нор-
мируемом диапазоне частот.
Крепление проходных конденсаторов производится в зависимости от
конструкции с помощью фланца, скобы или гайки, навинчиваемой на
резьбовую часть корпуса конденсатора.
Широкое применение в сетевых фильтрах находят также защитные
блоки, в которых в одном корпусе объединены два проходных конден-
сатора, включаемых в разрыв сетевых проводов, и один конденсатор,
включенный между сетевыми проводами для подавления симметричной
составляющей помех.
В случае если применение емкостного фильтра оказывается недоста-
точным, используют индуктивно-емкостные фильтры Г- и П-образные,
одно- и многозвенные.
Индуктивности фильтра в зависимости от частотного спектра помехи
могут выполняться либо в виде низкочастотных дросселей с железным
или карбонильным сердечником (например, сетевой фильтр аппаратов
для ультразвуковой терапии), либо в виде бескаркасной катушки ин-
дуктивности из нескольких витков медного провода, как это сделано в
высокочастотном фильтре аппарата «Экран-1».
Если помеха имеет сплошной спектр (подвижные контакты, коллек-
торные электродвигатели и др.), то стремятся, чтобы частота резонанса
отдельных цепей фильтра лежала выше защищаемого диапазона. Если
же необходима фильтрация колебаний одной частоты, то отдельные
цепи фильтра настраивают в резонанс с этой частотой, включая парал-
лельные контуры с большим сопротивлением в цепь помехи, и после-
довательные контуры с малым сопротивлением между цепью помехи и
корпусом. Подобная комбинированная система настроенных на разные
гармоники контуров применена в аппарате ДКВ-2м в шлейфе связи
анодного контура генератора с выходным контуром.
Важное значение для эффективной работы фильтра имеет его экра-
нировка, исключающая воздействие внешнего поля помех, а также уст-
раняющая связь между входными и выходными цепями фильтра. С этой
целью отдельные звенья фильтра экранируют друг от друга.
Крепление корпуса фильтра должно обеспечивать надежный элек-
трический контакт его с корпусом аппарата. Это достигается обычно ис-
пользованием в качестве основания фильтра корпуса аппарата, к кото-
рому приклепываются или привариваются боковые стенки фильтра. Та-
кие фильтры называются несъемными. При использовании съемных
фильтров, имеющих отдельный корпус, его основание прочно привин-
чивается к корпусу или шасси аппарата.
В ряде случаев защита высокочастотного аппарата приведенными
выше средствами (экранировка аппарата, фильтрация) не может быть
обеспечена. Так, например, при защите аппарата для импульсной УВЧ-
338
терапии «Импульс-2» (см. 4-е издание книги, 1974 г.), аппарата для об-
щей дарсонвализации «Вихрь-1», создающих высокие импульсные на-
пряжения высокой частоты, возникают значительные технические труд-
ности подавления помех, распространяющихся по сети и, особенно, по
эфиру. Для защиты от излучения этих аппаратов может применяться
общая экранировка аппарата и пациента, т. е. эксплуатация их в экра-
нированном помещении, или экранированной кабине.
Создание помещений с общей экранировкой, включая окна и двери,
практически возможно, но требует значительных затрат.
В связи с этим ВНИИМП была разработана экранированная кабина
для физиотерапевтических кабинетов. Кабина выпускалась серийно как
самостоятельное изделие и в
комплекте с аппаратом
УВЧ-300.
Экранированная кабина
предназначена для эксплуа-
тации одного незащищенно-
го высокочастотного физио-
терапевтического аппарата
и обеспечивает подавление
до допустимого уровня соз-
даваемых аппаратом помех.
В кабине могут эксплуати-
роваться аппараты, рассчи-
танные на питание от се^и
переменного тока частотой
50 или 60 Гц напряжением
127 или 220 В при потреб-
ляемой мощности не более
2500 ВА. Габаритные разме-
ры кабины 2180\2280Х
2660 мм.
Общий вид экранирован-
ной кабины с открытой две-
рью показан на рис. VII — 7.
Кабина представляет собой
помещение для проведения
процедуры, закрытое со всех
сторон сплошной, хорошо
проводящей электрический
ток латунной сеткой. Обра-
зующееся внутри кабины
при работе аппарата элек-
тромагнитное поле компенсируется полем обратного направления, соз-
даваемым наведенными в экране вихревыми токами. В результате на-
пряженность поля, проникающего за пределы кабины, оказывается зна-
чительно ослабленной (в диапазоне УВЧ не менее, чем в 1000 раз). Для
подавления помех, распространяющихся по сети, на вводе в кабину
установлен двухзвенный П-образный фильтр с проходными конденса-
торами и высокочастотными дросселями. Фильтр в металлическом кор-
пусе смонтирован на потолке кабины.
Экранированная кабина имеет разборную конструкцию, что облег-
чает транспортировку и позволяет в случае необходимости, например,
при ремонте помещения, временно ее размонтировать.
Кабина собирается из отдельных щитов, представляющих собой де-
ревянные рамы, обтянутые латунной сеткой (диаметр проволоки 0,15 мм,
размер окна 0,4X0,4 мм). Щиты соединяются между собой болтами,
образуя стены и потолок кабины. Пол помещения, где монтируется ка-
339
бина, покрывается фанерными листами, на которые настилается сетка.
Затем сетка закрывается фанерными листами и сверху пол закрывается
линолеумом.
Для обеспечения непрерывности экрана, сетка, обтягивающая щит,
выступает за пределы рамы. После сборки щитов края сетки соседних
щитов подвертываются в двойной шов и прибиваются скобами к раме.
Швы закрываются штапиками.
Щит передней стенки кабины имеет дверь. Дверной проем и дверь
обиты по периметру металлической полоской. Для лучшего электриче-
ского контакта на металлическую обшивку двери наложена полая рези-
новая трубка, обтянутая сеткой. Дверь снабжена пружинным замком-
защелкой.
Стены кабины до высоты 1,8 м с обеих сторон обиты фанерой. Это
обеспечивает сохранность сетки и исключает возможность прикоснове-
ния к ней пациента при проведении процедуры. В передней стенке в фа-
нере имеется окно для наблюдения за больным, закрывающееся снару-
жи занавеской.
Нижние края кабины обшиты плинтусами, поставленными на сури-
ке, что исключает затекание воды под кабину при влажной санитарной
Рис. VII — 8. Схема уст-
ройства кварцевого ста-
билизатора.
обработке пола кабины или кабинета, где она
установлена.
На задней стенке внутри кабины установлен
щиток с рубильником и штепсельной розеткой
для подключения аппаратов (в розетку включа-
ются аппараты, потребляющие из сети ток до
6 А) и выключатель освещения кабины, состоя-
щего из двух потолочных плафонов с лампами
накаливания.
Вентилятор, плавкие вставки и лампы нака-
ливания устанавливаются в соответствии с на-
пряжением питающей сети.
Во время работы аппарата дверь кабины дол-
жна быть плотно закрыта. Наблюдение за боль-
ным проводится через окно.
При механических повреждениях или износе
латунной сетки следует отрезать от запасного
куска сетки заплату, наложить ее на место по-
вреждения и соединить (прошить) тонкой прово-
локой с неповрежденной сеткой. Рекомендуется
пропаять место соединения по всему периметру.
Экран кабины должен быть тщательно зазем-
лен. Целостность заземляющего провода, подклю-
чаемого к зажиму на панели фильтра, должна периодически проверяться.
Для уменьшения мешающего действия высокочастотной физиотера-
певтической аппаратуры частота колебаний генератора должна выдер-
живаться в пределах определенного допуска. Для большинства выделен-
ных частот, которые используются в высокочастотной аппаратуре, до-
пуск составляет не менее 1%. Такая стабильность частоты может быть
обеспечена однокаскадным генератором даже при переменной нагруз-
ке, имеющей место в практических условиях.
В аппаратах для индуктотермии, работающих на частоте 13,56 МГц+
+ 0,05%, требуемая стабильность может быть обеспечена только гене-
ратором с кварцевым стабилизатором частоты.
Кварцевый стабилизатор (рис. VII—8) представляет собой вырезан-
ную особым образом из кристалла кварца пластинку 1. Пластинка за-
креплена между металлическими обкладками 2, служащими электрода-
ми. Кварцевая пластинка вместе с электродами удерживается опорны-
ми стойками 3, которые проходят через слюдяные пластинки 4, Вся кон-
340
струкция помещается й откачанный стеклянный баллон 5. Ё цоколе
баллона вварены штыри 6 для установки стабилизатора в панель. Два
штыря соединены со стойками, с их помощью стабилизатор подклю-
чается к цепи генератора.
Собственная частота кварцевого стабилизатора зависит от размеров
кварцевой пластинки. Высокая добротность кварцевой пластинки при-
водит к тому, что частота генератора, в колебательную систему которого
она включается, в основном определяется собственной частотой стаби-
лизатора. Стабильность частоты генератора, достигаемая с помощью
кварца, весьма высока.
Рис. VI1--9. Графики колебаний основной частоты и высших гармонических
(а); то же со сдвигом на половину периода основной частоты: б1; б2— для
нечетных гармоник; вь в2— для четных гармоник.
Непосредственно при помощи кварца может быть стабилизирована
частота генератора весьма небольшой мощности (обычно порядка не-
скольких ватт). Если необходимо получить от генератора значительную
мощность, как это требуется, например, в аппарате для индуктотермии
(250 Вт), то стабилизированные колебания задающего генератора затем
усиливаются дополнительными каскадами.
В заключение данного раздела отметим, что в высокочастотных ап-
паратах стремятся обеспечить симметрию выходной цепи относительно
земли (аппараты для УВЧ-терапии, индуктотермии). Это позволяет зна-
чительно снизить излучение радиопомех, так как токи в параллельно
расположенных проводах, питающих электроды или индуктор, проте-
341
кают в противоположных направлениях, и поля, создаваемые такими
токами, взаимно компенсируются.
Генераторы у аппаратов с симметричным выходом собраны, как пра-
вило, по двухтактной схеме. Это позволяет уменьшить передачу энергии
четных гармоник из анодного контура генератора в индуктивно связан-
ный с ними выходной контур, облегчает симметрирование выходного
контура, а также защиту цепей питания от проникновения в них коле-
баний основной частоты.
Рассмотрим этот вопрос несколько подробнее. В высокочастотном
генераторе с целью повышения его коэффициента полезного действия
используется так называемый режим С, т. е. работа с углом отсечки
анодного тока около 90°. При этом в спектре высокочастотных колеба-
ний присутствуют гармоники основной частоты, интенсивность которых
уменьшается с увеличением номера гармоники. Это объясняется, во-пер-
вых, тем, что уменьшается амплитуда тока гармоники с большим но-
мером, а, во-вторых, уменьшается соответствующее эквивалентное со-
противление анодного контура (рис. VII—9, а). Результат от сложения
анодных токов ламп в различных частях схемы двухтактного генератора
зависит как от направления, так и фазовых соотношений между этими
токами.
В двухтактном генераторе анодные токи ламп сдвинуты во времени
па половину периода основной частоты. Соответственно сдвиг на целое
нечетное число полупериодов имеют и все нечетные гармоники, которые
таким образом находятся в противофазе (см. рис. VII—9, 61 и 62, на
котором сопоставлены графики основной и третьей гармонических двух
сложных колебаний, сдвинутых на половину периода основной частоты
и находящихся поэтому в противофазе). При этом все четные гармони-
ческие имеют сдвиг на целое число периодов и потому находятся в
фазе (рис. VII—9, в, и вг).
В колебательном контуре анодные токи ламп проходят по обеим по-
ловинам катушки в противоположных направлениях. Поэтому напряже-
ния на контуре от четных гармонических составляющих, совпадающих
по фазе и направленных навстречу, будут взаимно уничтожаться.
В общем проводе питания анодные токи ламп складываются; следо-
вательно, в этом проводе колебания как основной частоты, так и нечет-
ных гармонических составляющих, находящихся в противофазе, будут
отсутствовать.
Взаимное уничтожение гармонических составляющих происходит тем
совершеннее, чем полнее совпадают по величине и форме колебания
анодных токов обеих ламп генератора, т. е. чем выше степень симмет-
рии схемы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к пятому изданию ............................................... 3
Введение.................................................................... 4
Глава I. Диагностическая аппаратура для регистрации биопотенциалов ... 9
Раздел 1. Физические обоснования и методики регистрации биопотенциалов 9
Раздел 2. Приборы для регистрации биопотенциалов........................ 16
§ 1. Общие сведения................................................. 16
§ 2. Электрокардиографы одноканальные............................... 27
§ 3. Электрокардиографы многоканальные.............................. 38
§ 4. Векторэлектрокардиоскол........................................ 46
§ 5. Элекгроэнцефалограф............................................ 51
§ 6. Электрогастрограф.............................................. 60
Глава II. Электротерапевтическая низкочастотная аппаратура................. 64
Раздел 1. Аппараты для терапии постоянным током......................... 64
§ 1. Физические обоснования и методики проведения гальванизации и
лекарственного электрофореза....................................... 64
§ 2. Аппараты для местной гальванизации и лекарственного электро-
фореза .......................................................... 69
§ 3. Устройство для проведения гальванизации в четырехкамерных
ваннах............................................................. 75
Раздел 2. Аппараты для терапии импульсными и переменными токами . . 77
§ 1. Методы электродиагностики и электротерапии импульсными и пе-
ременными токами................................................... 77
§ 2. Аппарат для терапии диадинамическими токами.................. 84
§ 3. Аппарат для терапии модулированными синусоидальными токами 96
§ 4. Аппарат для электросна...................................... 104
§ 5. Электрокардиостимуляторы.................................... 109
Раздел 3. Аппараты для терапии низкочастотным магнитным полем ... 114
§ 1. Физические обоснования и методика проведения процедур ... 114
§ 2. Аппарат для низкочастотной магиитотерапии.................... 115
Раздел 4. Аппараты для терапии постоянным электрическим полем и аэро-
ионами ............................................................ 121
§ 1. Физические обоснования и методика проведения процедур ... 121
§ 2. Аппараты для франклинизации и аэроионотерапии................ 124
Раздел 5. Аппараты для терапии электроаэрозолями....................... 130
§ 1. Физические обоснования и методики проведения процедур ... 130
§ 2. Аппараты для электроаэрозольтерапии.......................... 132
Глава III. Электротерапевтическая высокочастотная аппаратура...............137
Раздел 1. Физические обоснования и методики проведения процедур высо-
кочастотной терапии................................................ 137
§ 1. Физические основы действия высокочастотных колебаний на ткани
организма......................................................... 137
§ 2. Диатермия..................................................... 140
§ 3. Электрохирургия............................................... 142
§ 4. Дарсонвализация и терапия током надтональной частоты .... 145
§ 5. Индуктотермия................................................. 148
§ 6. УВЧ-терапия................................................... 152
§ 7. Импульсная УВЧ-терапия........................................ 156
§ 8. ДМВ-терапия и СМВ-терапия..................................... 157
Раздел 2. Аппараты для электрохирургии................................. 160
§ 1. Аппарат для электрохирургии передвижной....................... 160
§ 2. Аппарат для электрохирургии при глазных операциях......... 169
343
Раздел 3. Аппараты для дарсонвализации и Терапий током надтональной
частоты............................................................. 172
§ 1. Общие сведения............................................... 172
§ 2. Аппарат для местной дарсонвализации.......................... 173
§ 3. Аппарат для общей дарсонвализации............................ 179
§ 4. Аппарат для терапии током надтональной частоты............... 181
Раздел 4. Аппарат для индуктотермии................................... 184
Раздел 5. Аппараты для УВЧ-терапии.................................... 190
§ 1. Общие сведения................................................190
§ 2. Аппараты для УВЧ-терапии переносные.......................... 192
§ 3. Аппарат для УВЧ-терапии передвижной.......................... 202
§ 4. Измеритель мощности аппаратов для УВЧ-терапии.................214
Раздел 6. Аппарат для импульсной УВЧ-терапии...........................219
Раздел 7. Аппарат для ДМВ-терапии......................................225
Раздел 8. Аппараты для СМВ-терапии.....................................235
§ 1. Общие сведения.................................................235
§ 2. Аппарат для СМВ-терапии переносной..........................238
§ 3. Аппарат для СМВ-терапии передвижной.........................242
Глава IV. Ультразвуковая терапевтическая аппаратура.....................250
Раздел 1. Физические обоснования и методика проведения процедур ультра-
звуковой терапии.....................................................250
Раздел 2. Аппараты для ультразвуковой терапии..........................255
§ 1. Аппараты для ультразвуковой терапии переносные................255
§ 2. Измеритель ультразвуковой мощности............................273
Глава V. Ультразвуковая диагностическая аппаратура.........................277
Раздел 1. Физические обоснования и методика ультразвуковой диагностики 277
Раздел 2. Приборы для ультразвуковой диагностики.......................284
§ 1. Прибор для ультразвуковой диагностики одномерный..............284
§ 2. Прибор для ультразвуковой диагностики двумерный...............301
Глава VI. Вопросы электробезопасности электромедицинской аппаратуры . . 306
Раздел 1. Общие понятия электробезопасности............................306
Раздел 2. Защита от поражения электрическим током при эксплуатации
электромедицинской аппаратуры .... ......................310
§ 1. Защита от прикосновения к частям, находящимся под напряжением 310
§ 2. Защита от недопустимо большого напряжения прикосновения . . 312
§ 3. Особенности обеспечения электробезопасности различных видов
электромедицинской аппаратуры ..................................... 317
Раздел 3. Защита от воздействия электромагнитных полей.......321
Раздел 4. Контроль и испытания аппаратуры и защитных устройств . . . 324
Глава VII. Радиопомехи, создаваемые электромедицинской аппаратурой, и
борьба с ними...................................329
Раздел 1. Общие понятия о радиопомехах..................329
Раздел 2. Нормирование и измерение радиопомех...............331
Раздел 3. Борьба с радиопомехами.....................336