Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.2 TỔNG QUAN VỀ XUNG ĐIỆN
2.2.2 Tính chất vật lý của dòng điện xung
2.2.2.1 Đặc điểm của một xung động điện
Hình 2.1. Các thành phần của xung điện hình thang.
Thời gian xung: Bao gồm thời gian đi lên của xung (ta), thời gian duy trì (ti), thời gian xuống (tb) và khoảng thời gian nghỉ (tp) tiếp theo cho tới khi bắt đầu một xung mới. Tổng hợp các yếu tố trên tạo thành một chu kỳ xung (T).
Độ rộng xung: tx = ta + ti + tb. (2.1)
+ Hình dạng xung: hình thang, hình gai nhọn, hình chữ nhật, hình lưỡi cày, hình sin.
Hình 2.2. Các hình dạng của dòng điện xung.
+ Thời gian tồn tại của xung (độ rộng của xung: tx), thời gian nghỉ (tp), thời gian của một chu kỳ (T = tx + tp). (2.2) + Biên độ xung (I): là mức cường độ của xung điện khi mạnh nhất.
- Đặc điểm của dòng điện xung
+ Dòng xung điện được đặt tên dựa vào hình dạng và người đã phát hiện ra nó: dạng sóng của xung có dạng hình gai nhọn được gọi là dòng xung Faradic và dạng xung hình chữ nhật được gọi là dòng Leduc.
+ Cường độ của dòng điện xung được xác định là giá trị trung bình của các xung.
+ Tần số xung (f): là số xung điện lặp lại trong một đơn vị thời gian (s).
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 - Phân loại dòng điện xung:
+ Căn cứ vào tần số:
• Dòng điện xung có tần số f nhỏ hơn < 1.000Hz là dòng điện có tần số thấp
• Dòng điện xung có tần số f nằm trong khoảng 1.000 – 20.000Hz là dòng điện có tần số trung bình
+ Căn cứ vào loại dòng điện: dòng điện xung một chiều, dòng điện xung xoay chiều.
+ Căn cứ vào chế độ phát xung:
• Dòng điện xung liên tục.
• Dòng điện xung ngắt quãng.
• Dòng điện xung biến đổi biên độ.
• Dòng điện xung biến đổi tần số.
• Dòng điện xung biến đổi cả biên độ và tần số [11].
2.2.2.2. Các dòng điện xung ứng dụng trong điều trị
❖ Dòng điện xung tần số thấp
- Dòng điện có xung hình gai nhọn (dòng Faradic): Đặc điểm: xung hình gai nhọn ; ta và tb ngắn ; ti = 0 ; tx =1 – 1,5ms, ; f = 100Hz
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 Hình 2.3. Các dạng dòng điện xung hình gai nhọn (dòng Faradic).
- Dòng điện xung hình chữ nhật (dòng xung Leduc): Đặc điểm: xung cơ bản hình chữ nhật có: f = 100 – 1.000Hz; tx = 0,01 – 1ms.
Hình 2.4. Dòng điện xung chữ nhật liên tục đều.
Dòng điện xung hình chữ nhật cũng có các chế độ phát xung như dòng điện xung hình gai nhọn .
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 - Dòng điện xung có dạng hình lưỡi cày (hay còn gọi dòng Lapique): Đặc
điểm của xung: độ dốc lên dần và xuống từ từ, có tần số và độ dốc xung có thể thay đổi được.
Hình 2.5. Dòng điện xung hình lưỡi cày.
Thời gian một xung tương đối dài, độ dốc tăng dần phù hợp để điều trị các cơ bị tổn thương (giúp kích thích của cơ bị giảm).
Các dòng xung thông dụng như: xung liên tục, xung có biến đổi biên độ và xung có tần số thay đổi.
- Dòng điện xung hình sin Diadynamic hay là Bernard.
Hình 2.6. Dòng điện xung hình sin một chiều.
Đặc điểm chung là: xung có dạng hình sin, tần số nằm trong khoảng từ 50 – 100Hz.
Có các loại dòng điện xung hình sin sau:
– Dòng điện xung một pha cố định (MF) là dòng xung liên tục có tần số là 50Hz.
– Dòng điện xung hai pha cố định (DF) là dòng xung liên tục có tần số 100Hz.
– Dòng điện xung có nhịp nghỉ: sau mỗi 1 giây có dòng xung sẽ được xen kẽ với 1 giây không có dòng xung.
– Dòng điện xung xen kẽ chu kỳ ngắn (CP): cứ 2 giây có dòng xung 50Hz, thì sẽ xen kẽ 2 giây có dòng xung 100Hz.
– Dòng xung xen kẽ chu kỳ dài (LP): (cứ 6 giây có dòng xung 50Hz thì sẽ được xen kẽ 6 giây có dòng xung 100Hz).
❖ Dòng điện xung tần số trung
+ Dòng điện xung giao thoa (IF-interferential còn gọi là dòng Nemec): có hai cặp điện cực được đặt chéo nhau theo hình chữ X và cùng lúc đó sẽ cho vào hai dòng điện xung tần số trung (mỗi cặp điện cực một dòng xung khác nhau) có tần số khác
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 nhau (5.000Hz và 5.100Hz). Khi các dòng điện này giao nhau (giao thoa) ở trong các lớp sâu của tổ chức tạo nên một dòng điện xung mới có tần số thấp bằng hiệu của hai tần số trên (5.100 – 5.000Hz = 100Hz). Dòng điện tần số trung bình không kích thích trực tiếp vào mô tế bào. Tuy nhiên, dòng điện tần số thấp (100Hz) được tạo ra thông qua sự can thiệp của chúng có lợi ích điều trị trong mô. Điều này giúp điều trị có mục tiêu các cấu trúc sâu như cơ, xương, khớp và dây thần kinh mà không gây kích ứng da.
+ Dòng điện xung hình sin xoay chiều:
Hình 2.7. Dòng điện xung hình sin xoay chiều.
Đặc điểm của xung:
– Xung có dạng hình sin xoay chiều, có tần số thông thường là 5.000Hz.
– Biến đổi biên độ thành dạng sóng 100% hoặc biến đổi một phần biên độ: 75%, 50%, 25%…
– Nó có thể chỉnh lưu thành xung hình sin một chiều.
– Một số dòng điện xung mới trong điều trị:
+ Dòng TENS (transcutaneous electrical nerve stimulation): có hiệu quả cao trong việc giúp kích thích thần kinh cơ hoạt động và được sử dụng trong việc giúp phục hồi chức năng thần kinh cơ và thông thường có 3 dạng dòng xung [12,13].
Hình 2.8. Dòng TENS.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 11 a. Xung hình chữ nhật hai pha đối xứng, tác dụng kích thích cơ.
b. Xung hình chữ nhật hai pha không đối xứng giúp giảm đau.
c. Xung hình chữ nhật xoay chiều có tác dụng giúp kích thích vết thương nhanh lành.
- Dòng TENS có nhiều chương trình: hưng phấn kích thích cơ, ức chế giảm đau.
- Dòng TENS châm cứu thông thường có tần số thấp nhỏ hơn 10Hz và cường độ dòng cao.
- Dòng Burst – TENS: là một dạng khác sau khi được biến đổi của dòng TENS châm cứu bằng cách biến tần số thành từng chuỗi xung với tần số dao động từ 1 đến 5Hz, dòng này có tác dụng gây kích thích làm phóng thích endorphin ở trung ương giúp làm giảm đau mạnh, được sử dụng trong các trường hợp đau sâu như đau cân, cơ và đau mãn tính.
- Dòng điện xung 2 – 5 (dòng Trabert, dòng Ultra-reiz): là dòng xung có dạng hình vuông, với thời gian xung 2ms và khoảng thời gian xung nghỉ là 5ms, f
= 143Hz, có tác dụng làm giảm đau tốt.
- Dòng điện xung một chiều với tần số 8.000Hz, thời gian xung đạt 95%, tạo ra dòng một chiều ngắt quãng có tác dụng tương tự như dòng điện một chiều liên tục [14].