6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / Многоканальная_электростимуляция_Давиденко_В_Ю_

В. Ю. Давиденко

Многоканальная Электро- Стимуляция

ТЕРНОПІЛЬ «ПІДРУЧНИКИ & ПОСІБНИКИ»

2000

1

ББК 22.10 Д 13

Рецензент: Грушко С.Й. академік Української екологічної академії наук

Художнє оформлення Світлана Демчак

Редактор Олександр Томчук

Давиденко Віталій

Д13 Багатоканальна електростимуляція. Тернопіль: Підручники і посіб-

ники, 2000. 301 с.

ISBN 966-562-376-1

У книзі розглядається широкий спектр питань, що належать до засобів і методів багатоканальної електростимуляції (МЕС). Описуються особливості впливу різних режимів МЕС на окремі структури живих організмів, органи в цілому.

Обґрунтовується необхідність критичного підходу й обговорюються можливі шляхи використання засобів і методів МЭС у лікувальній, оздоровчій, спортивній і косметологічній практиці.

ББК 22.10

Давиденко Виталий

Д13 Многоканальная электростимуляция. Тернополь: Підручники і посі-

бники, 2000. 301 с.

ISBN 966-562-376-1

Вкниге рассматривается широкий спектр вопросов, относящихся к средствам

иметодам многоканальной электростимуляции (МЭС). Описываются особенности влияния различных режимов МЭС на отдельные структуры живых организмов, органы в целом.

Обосновывается необходимость критического подхода и обсуждаются возможные пути использования средств и методов МЭС в лечебной, оздоровительной, спортивной и косметологической практике.

ББК 22.10

ISBN 966-562-376-1

В. Ю. Давиденко, 2000

2

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕЦЕНЗЕНТА

Автор книги на протяжении многих лет активно и плодотворно работает в области разработки средств и методов многоканальной электростимуляции.

На суд читателей им вынесены результаты тщательных исследований разнообразных вариантов электростимуляции нервно-мышечных образований.

Широкий подход к проблеме электростимуляции в сопоставлении с другими методами воздействия, тщательный анализ полученных результатов представляют исключительных интерес. Книга окажется полезной как студентам, впервые знакомящимся с электростимуляцией с надеждой глубже понять процессы, происходящие в организме под ее влиянием, так и специалистам, имеющим возможность расширить свои знания и использовать выводы и рекомендации в своей практике.

Книга окажется полезной для специалистов по физической реабилитации, врачам различного профиля, специалистам в области спортивной тренировки и эстетике тела.

К выигрышным особенностям книги следует отнести экспериментальные исследования на животных, позволяющие получить представление о тех глубинных процессах, которые происходят в организме под воздействием различных режимов электростимуляции.

Глубокое и всестороннее изучение проблемы целенаправленного активного влияния на обмен веществ, как в целом организме, так и в отдельных его органах с помощью средств и методов многоканальной электростимуляции дает возможность совершенно по-новому подойти к решению многих чрезвычайно сложных и сегодня часто неразрешимых медико-биологических задач лечения профилактики и оздоровления населения.

Теоретические аспекты проблемы, полученные экспериментальные материалы, результаты практического применения многоканальной электростимуляции непременно найдут дальнейшее развитие, совершенствование методов и расширение возможностей их использования в интересах человека.

Академик Сергей Грушко

3

ОТ АВТОРА

Развитие космонавтики явилось стимулом для разработки методов и средств многоканальной электростимуляции.

Электростимуляция перестала быть эмпирическим придатком терапии и сферы ее применения расширяются, с опережением увеличивается ассортимент выпускаемых промышленностью приборов различного назначения, уровня сложности, стоимости.

Расширение сфер применения основываются на новых данных. полученных как на человеке так и животных и современных представлениях о возможностях управления уровнем функционального состояния органов и систем с помощью специальных электростимуляционных воздействий.

Эффективность применения средств и методов электростимуляции зависит в значительной степени от умения ими пользоваться, т.е. от достаточно обоснованного выбора средств и самого метода для решения конкретных задач, т.е. правильного их применения.

Представленная на суд читателей книга аккумулировала результаты труда сотен людей, принявших участие в исследованиях от генерации идей до получения конкретных результатов.

Большое количество кафедр и лабораторий университетов, НИИ, других подразделений в различное время приняли участие в проведении работ по обсуждаемой в книге тематике.

Студенты и преподаватели, лаборанты и научные сотрудники, моряки и пилоты, врачи и животноводы, химики и электронщики, спортсмены и актеры, подводники и космонавты были волонтерами, которых объединила общая тема: – разработка и исследование средств и методов многоканальной электростимуляции.

Автор благодарит их всех за проявленную инициативу и альтруизм. Наша задача – изложить полученные данные, заострить внимание на ма-

лоизвестных фактах и недостаточно изученных вопросах, способствовать дальнейшему развитию идей, средств и методов многоканальной электростимуляции мышц.

Структура и содержание книги явствует из ее оглавления.

Вэтой книге мы отошли от традиционного построения по типу учебника

ипопытались показать, как с помощью современных средств и методов старая идея смогла превратиться в жизнь.

Отдаем себе отчет, что это сделано недостаточно полно или во всяком случае недостаточно равномерно применительно к разным вопросам.

Автор с благодарностью примет все замечания и учтет их в готовящейся книге «Электромассаж и самомассаж».

4

Возможность управлять при помощи физических методов многими функциями организма – доказанный факт, но перспективы и пределы такого управления еще плохо изучены.

Хосе Дельгадо "Мозг и сознание"

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ

1.1Истоки учения о влиянии электричества на живые объекты

Электростимуляция, как сознательное, целенаправленное, основанное на точных принципах применения электричества для получения определенных реакций органов и тканей существует около 200 лет.

В настоящее время под электростимуляцией понимают применение

электрического раздражения для изменения функционального состояния клеток, органов и тканей.

Согласно преданий и указаний, имеющихся у Скрибония Ларго, Плиния, Диоскорина и других, известно, что для лечения головных болей, параличей, подагры, эпилепсии и других заболеваний в древности чисто эмпирически использовались удары электрических рыб. От чего выздоравливали больные при таком лечении сказать трудно. О сущности электрических явлений античная наука не имела никакого представления. Взаимосвязь между живым организмом и электрическими явлениями в те времена была установлена чисто эмпирически. Этим своеобразным стимулирующим и благоприятным средством пытались изменить функциональное состояние организма.

Первое обстоятельное экспериментальное исследование электрических и магнитных явлений, открывших новую эру в их изучении, принадлежит английскому врачу-физику Вильяму Джильберту (1544 – 1603 гг.).

Им доказано, что свойствами притяжения (электризации) обладает не только натертый янтарь, но и иные материалы – алмаз, сапфир, аметист, горный хрусталь, смолы, сера, сланцы и др. Отдавая должное янтарю – первому материалу, на котором наблюдалась электризация, он называет их электрическими, положив в основу греческое название янтаря – электрон.

Систематические опыты по изучению влияния электричества на живые организмы ведут начало с 1740 года. Если проследить относящуюся к тому времени литературу, то можно заметить, что попытки применить электричество с терапевтической целью идут параллельно с исследованиями в области электротехники этого периода. Создание и усовершенствование электростати-

5

ческих машин, создание лейденской банки (как накопителя зарядов, 1745), создание электроскопа, смелые попытки исследовать электрическую природу молнии – все это значительно повышало интерес к электричеству. Это время можно охарактеризовать как эпоху широкого увлечения биологическим действием электричества. Как казалось исследователям той эпохи, им удалось обнаружить целый ряд случаев чудодейственного воздействия электрической энергии та течение биологических процессов. Журналы и сборники того времени буквально наводнены вопросами электростимуляции.

Помимо научного терапевтического использования электричества, разрабатывается теоретическая сторона этого вопроса. Выходит ряд монографий, пытающихся подытожить накопившиеся материалы и привести их в систему. М.В.Ломоносов глубже других сумел взглянуть в то время на тайну природы электричества. В своей диссертации "Теория электричества, математическим способом разработанная автором М.Ломоносовым, 1756 год" он первым рассматривал электричество как особую форму движения, решительно отказавшись от метафизических терминов "флюид", "невесомая жидкость", "проистекания" и др.

Для второй половины XVIII в характерен особенно повышенный интерес к использованию электричества в медицине. Достаточно сказать, что для развития метода терапии статическим электричеством значительный вклад внес известный американский физик B. Franklin, основательно изучивший его; известному ботанику K. Linne наряду с другими врачами принадлежит заслуга введения и распространения электротерапии в Швеции; Марату, чье имя больше связано с историей французской буржуазной революции, была присуждена первая премия Руанской академии в конкурсе на лучшую работу по теме: "Определить степень и условия, при которых можно рассчитывать на электричество в лечении болезней".

Можно считать, что интерес к вопросам электротерапии во второй половине ХVIII века становится интернациональным и учение об электричестве вышло из зачаточного состояния. Основное физиологическое воздействие электричества было сформулировано как «увеличение респирации и секреции желез» ( Pristley, 1775 ). Интересным представляется его предположение о том, что агентом, действующим в некоторых нервах является электричество, "модифицированное жизненным действием".

Электрический ток применяли без всякого обоснования при лечении контрактур, параличей, подагры, эпилепсии, головной и зубной боли, ревматизма, нервных расстройств, истерий, судорог и т.д.

При лечении действовал принцип "ослабевающую природу возбуждать, а волнующуюся – укрощать". В первом случае рекомендовалось применять положительное, а во втором – отрицательное электричество.

Такой подход к лечению электричеством объясняется тем, что во все времена в истории медицины в отношении новых средств наблюдалось стремление к обобщению (Pagel, 1903). Испытывалось действие нового средства при всевозможных состояниях и без всякого обоснования. Одним из тех, кто самым

6

энергичным образом выступал против преувеличения эначения электричества в терапии был швейцарский физиолог A.Haller. Главным образом ему мы обязаны тем, что постепенно наступил трезвый подход к оценке этого метода в терапии.

Точным фактом, полученным в то время, как отмечает В.Ю.Чаговец (1903), был тот, что разряд электрической машины проходил через живые образования, производя физиологическое действие, сходное иногда с нормальной физиологической функцией органа, например, сокращения мышц.

В 1786 году выходит в свет книга Bartholon "Об электрической материи тела человеческого". Эта книга была переведена на многие языки, в том числе и на русский. В ней Bartholon пытался построить теорию медицины, объясняя возникновение болезней избытком и недостатком в организме «электрической жидкости». В этом же году в Москве вышла книга анонимного автора «Опыт о действии электрической машины в рассуждении здоровья человеческого». О лечебном применении электрической машины в Москве неоднократно сообщалось в «Московских ведомостях».

1.2Зарождение электрофизиологии

Естествоиспытатели ХVIII века придавали электричеству громадную роль и считали, что оно присутствует и действует везде. Специалисты различных областей науки предполагали, что будет достигнуто более совершенное знакомство с влиянием электричества не только на мышечные движения, но и на другие процессы, в которых оно обнаруживает свое участие.

Все это в значительной степени подготовило почву для исследований L.Galvani и A.Volta, тем более, что современное им естествознание признавало наличие животного электричества, а сам термин вошел в биологическую и медицинскую науку до появления их исследований.

В 1791 году выходит в свет "Трактат о силах электричества при мышечном движении". В этой работе L.Galvani была сделана попытка последовательной разработки учения о "животном электричестве". Ход опытов L.Galvani общеизвестен. Дата выхода в свет этой работы считается датой зарождения электрофизиологии как науки, а результаты исследований явились отправным пунктом экспериментальной электрофизиологии и электротерапии. Будучи врачом L.Galvani не остановился на подробном исследовании "атмосферного электричества" и не занялся более детальным изучением "металлического электричества", а очертил первоначальные контуры новой электромедицинской теории. Развив свою теорию равновесия электричества в мышце, как причину ее сокращения L.Galvani переходит к "электрической патологии". Ему кажется, что его работы открывают путь для рациональной электротерапии, основанной на его опытах определения положительного и отрицательного электричества в нервах и мышцах и роли их в акте мышечного сокращения. Эта теория не представляется оригинальной. Она очень близка к упоминавшейся выше теории Bartholon, который был известен L.Galvani.

7

Физик A.Volta не верил в таинственную "жизненную энергию" мертвой лягушки и в знаменитых опытах L.Galvani отвел ее лапке довольно скромную роль. Он повторяет с большой тщательностью опыты своего соотечественника, получает много данных, подтверждающих его результаты, но трактует наблюдаемые явления с химико-физических позиций. Volta устанавливает важность использования для этих опытов разнородных металлов (цинк, медь, свинец, серебро, железо), между которыми проложена смоченная кислотой ткань. Проведенные им опыты позволили сделать вывод о том, что источником электрического действия является цепь из разнородных металлов при их соприкосновении с влажной или смоченной в растворе кислоты тканью. Лягушачья лапка в опытах L.Galvani служила жидкой средой, которая вместе с разнородными металлами скальпеля и тарелки образовывала гальванический элемент (так скромный A.Volta спустя 10 лет после начала спора с L.Galvani назвал изобретенный "Вольтов столб" – первую в мире электрическую батарею – источник электрического тока.

Висторическом споре оба оказались правы. Биолог Гальвани вошел в историю науки как основоположник биоэлектричества, физик Вольта – как основоположник электрохимических источников тока.

После этого наступил плодотворный период сознательного и целенаправленного применения электричества с исследовательскими и лечебными целями.

Важной физиологической основой и опорой для электротерапии явились исследования Humbolt (1797), который при помощи точных методик исследовал влияние электричества на нервную систему и пришел к заключению, что деятельность нервов основана на "гальванизме". Таким образом Humbolt положил начало теоретических основ и указал путь дальнейших электрофизиологических исследований.

ВРоссии в 1803 г вышла из печати книга А.Т.Болотова "Краткие и на опытности основанные замечания о электрицизме и о способности электрических махин к помоганию от различных болезней". В ней изложены общепринятые в науке того времени сведения об электричестве и дается основательное описание "О электрических махинах вообще и устроении простейшей особенно". Ученый описывает созданную им оригинальную машину, которая была проще и надежней известных в то время прообразов современных электростимуляторов. А.Т.Болотов стремился сделать общим достоянием свои знания, открытия и изобретения. Поэтому в своей книге дает подробное описание всех деталей машин, ее конструкции, работы и применения, особо подчеркивая, что "весьма многим можно снабжать себя таковыми" для лечебного действования.

Среди болезней, при лечении которых применялся электрический ток, на первом плане стояли: состояние паралича, слабости конечностей, заболевания

инедостатки органов чувств и психические страдания. Число публикаций в начале ХIХ века по электротерапии было столь же велико, как и ожиданий и надежд, с которыми приступали к лечению.

Втом же году выходит книга профессора физики Санкт-Петербургской Медико-хирургической академии В.В.Петрова "Известия о гальвано-вольтовских

8

опытах", оказавшая огромное влияние на развитие науки по использованию электричества в различных областях, в том числе в медицине и биологии, хотя имя В.В.Петрова обычно связывают с появлением нового источника освещения – электрического, на базе использования обнаруженной им эффективно действующей электрической дуги. В.В.Петров впервые в мире построил электрохимический источник электрической энергии высокого напряжения (1800– 2000 В) и провел большое количество не только электротехнических исследований, но и изучение взаимосвязи и взаимодействия электрического тока с живым организмом. В.В.Петров впервые описал наркотическое действие постоянного тока на рыб. С тех пор прошло много времени, электронаркоз уже широко используется при операциях на людях, но первый опыт его применения не забыт. Периодическая печать сообщала о применении электрического тока при ловле кеты, горбуши, сардин и др. Петров в 1802 году впервые наблюдал электролиз слегка подкисленной воды с разложением ее на водород и кислород.

Созданная В.В.Петровым электрофизическая лаборатория позволила ученым академии широко развернуть исследования в области использования электричества для лечения.

В1804 г. московский врач И.Грузинов защитил диссертацию "О гальванизме и его применении в медицинской практике".

С тех времен методы получения постоянного тока эначительно изменились, но в медицине по традиции сохранилось название «гальванический» ток.

Вэлектротехнике под гальваническим элементом понимают химический источник тока.

Благодаря стараниям и энтузиазму многих врачей за 20 лет был накоплен значительный материал и вышло несколько книг об "удивительном целебном действии гальванизма" при многих нервных, мышечных и психических заболеваниях. Однако по сравнению с общетеоретическими и электротехническими достижениями в начале ХIХ века электротерапевтические "успехи" оцениваются скромно.

В1820 году Ersted открыл действие электрического тока на магнитную стрелку, связав разделы науки об электричестве и магнетизме, которые до этого развивались отдельно. И в течение года следуют замечательные разработки этого открытия:

Amper выдвигает идею электромагнитного телеграфа;

Barloy и Faraday изготовляют первые примитивные модели моторов; Schwayger изобретает гальванометр – прибор для измерения постоянно-

го тока.

Наконец-то появился объективный способ измерить малые токи, которые до этого регистрировались только с помощью лягушачьей лапки.

В 1826 – 1827 гг. немецкий физик G. Om открыл закон, который носит его имя. Для электробиологии особенно важно было то, что он ввел понятие "с и л а т о к а " и "с о п р о т и в л е н и е ", которых так не хватало

L.Galvani и A.Volta.

9