Thiết kế máy điện châm dùng dao động nghẹt

rất nhiều loại máy điện châm của nhiều hãng, nhiều nước sản xuất, với nhiều mẫu mã chủng loại, với những tính năng khác nhau. ở trong nước cũng đã có nhiều cơ sở chế tạo máy điện châm một tần số, hai tần số như xí nghiệp điện tử Giảng Võ, viện Y học châm cứu, ... với giá thành rẻ hơn rất nhiều lần so với các máy điện châm khác của Nhật, Trung Quốc... nhưng chúng đều hiển thị thông qua mức độ nhanh chạm của điốt phát quang, ứng với nấc đặt tần số của máy vì vậy làm giảm độ chính xác trong việc điều trị. Dựa trên những giới hạn về thực trạng thị trường Việt Nam hiện nay với sự giúp đỡ về kỹ thuật xung của thầy giáo Nguyễn Quốc Trung tôi xin trình bày về phần "Thiết kế máy điện châm dùng dao động nghẹt", một ứng dụng của kỹ thuật xung trong điều trị và chữa bệnh với hy vọng sẽ giúp cho các bác sỹ điều trị tốt hơn mà vẫn đảm bảo giá thành phù hợp với người Việt Nam. Do thời gian và trình độ có hạn, nên không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự góp ý, giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn. Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo, PTS Nguyễn Quốc Trung khoa điện tử viễn thông, kỹ sư Long trường sửa chữa thiết bị y tế đã giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này đúng thời gian quy định. phần I KháI Niệm Chung Châm cứu là một trong các phương pháp phòng bệnh và chữa bệnh cổ nhất đơn giản nhất của Đông Y. Nó có trước phương pháp chữa bệnh bằng dược liệu . Châm là dùng đá mài nhọn hay kim châm vào huyệt. Cứu là dùng ngải (Mồi ngải hay điếu ngải) đốt cháy gây sức nóng trên huyệt. Phương pháp này được truyền bá từ lâu tới nhiều nước ở phương Đông và hiện nay thì càng ngày càng được các nhà y học trên thế giới chú ý nghiên cứu và thực hành. 1-/ Sơ lược lịch sử châm cứu Việt Nam Việt Nam là một trong hai nước đã áp dụng phương pháp châm cứu vào việc chữa bệnh sớm nhất. Lịch sử ngàn năm của châm cứu Việt Nam đã ghi lại tên tuổi của nhiều nhà châm cứu nổi tiếng như : An Kỳ Sinh đời Hùng Vương (2879 - 257 TCN) Thôi Vĩ đời Thục ( 257- 207 TCN ) Bảo Cô (309 - 363 sau CN) Trâu Canh đời Trần (TK 14) Nguyễn Đại Năng đời Hồ (1400 - 1407) Nguyễn Trực (TK 15) Lý Công Tuân (TK 17) Vũ Bình Phổ (TK 20) Hải Thượng Lãn Ông Lê Hữu Trác (TK 18) Nhiều tài liệu ghi chép về các phương pháp chữa bệnh bằng châm cứu còn được lưu truyền đền ngày nay . Sau CM T8, nhất là sau hoà bình lập lại năm 1945, châm cứu đã được đảng và chính phủ chú ý coi trọng. Tháng 10 năm 1968 hội châm cứu Việt Nam được thành lập nằm trong tổng hội y học Việt Nam. Ngày nay châm cứu đã được dùng rộng rãi từ các trạm y tế đến một số viện, bệnh viện tỉnh, thành và trung ương. 2-/ Những thành công trong châm cứu Qua nhiều năm thừa kế và phát huy môn châm cứu, chúng ta đã có nhiều cố gắng và đã đạt được những thành công đáng kể trong công tác điều trị bệnh như: - Châm cứu có tác dụng giảm đau (nhất là đau cấp) rất nổi bật với việc châm tê giảm đau trước, sau và trong khi phẫu thuật. - Có tác dụng để điều hoà chức năng (điều khí) - Đã thành công trong điều trị nhiều chứng bệnh thường gặp trong nhân dân như: đau thần kinh toạ, đau đầu, đau lưng, mất ngủ, liệt thần kinh... - Châm cứu còn mở ra một hướng điều trị những bệnh khó chưa như câm điếc, giảm thị lực ... Có thể thấy kết quả của công tác nghiên cứu khoa học và việc ứng dụng châm cứu trên thực tiễn lâm sàng về chữa bệnh. Châm tê đã chứng minh rõ tiềm năng thực sự của châm cứu. 3-/ Những hình thức châm cứu Dựa vào những tiềm năng thực sự của châm cứu cùng với những sắc thái đặc biệt của đất nưóc trong việc thừa kế và phát huy vốn quý về châm cứu của cha ông, châm cứu VN đã biết kết hợp với y học hiện đại, ngày càng phát triển với nhiều hình thức như thể châm, nhĩ châm, thuỳ châm, mai hoa châm, châm tê, chiếu tia hồng ngoại, tử ngoại lên huyệt, châm bằng tia Lade.... Một trong những hình thức được coi là thành công nhất trong việc kết hợp giữa cổ truyền và hiện đại là sản phẩm ưu việt nhằm đưa châm cứu vào lĩnh vực mới, tiếp cận với hiện đại, trở thành một phương pháp hiện đại, đó là hình thức tiêm vào huyệt rồi kích thích điện lên huyệt vừa phát huy tác dụng của thuốc, của tần số xung điện, vừa phát huy tác dụng của huyệt. Hình thức này còn được gọi là điện châm. Phần II Dòng xung điện 1-/ Đại cương về dòng xung điện 1.1-/ Định nghĩa. Theo định nghĩa thì xung điện là những tín hiệu đáp hoặc dòng điện tồn tại trong một khoảng thời gian rất ngắn so với cả quá trình tác động của nó. Một dòng xung điện hoặc còn gọi là dãy xung là những xung điện kế tiếp nhau với chu kỳlặp lại Tx. 1.2-/ Các dạng hình thể xung và cấu phần một xung điện. Tuỳ theo mục đích công tác mà người ta sử dụng các dãy xung có hình dạng khác nhau như xung hình chữ nhật (H1 - a), hình thang (H1 - b), hình tam giác (H1 - c) hoặc xung dạng hàm số mũ (H1 - d). t u, i a t b c d Hình 1 Các dạng xung này có thể là một dạng xung tuần hoàn theo thời gian với dãy lặp lại T có cực tính (+), (-) hoặc cực tính thay đổi. t u, i a t Hình 2 Để đặc trưng cho dạng của tín hiệu xung, người ta thường sử dụng một số các thông số cơ bản sau: - Biên độ xung Um (hoặc Im) xác định bằng giá trị lớn nhất của đáp tín hiệu xung có được trong thời gian tồn tại của nó. - Độ rộng tx xác định bằng khoảng thời gian có xung với biên độ trên mức 0,1 Um (hoặc 0,5 Um). - Độ rộng sườn trước ts1 là khoảng thời gian tăng của biên độ xung trong khoảng giá trị từ 0,1 á 0,9 Um. - Độ rộng sườn sau ts2 là khoảng thời gian giảm của biên độ xung. - Độ sụt đỉnh xung là độ giảm biên độ xung ở phần đỉnh xung ký hiệu là DU. - Tần số xung là số chu kỳ xung trong một giây. - Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của 2 xung kế tiếp nhau. - Thời gian nghỉ xung tng là khoảng thời gian trống giữa hai xung liên tiếp. - Độ rộng của một dãy xung là tỷ số giữa chu kỳ lặp lại Tx với độ rộng xung tx. 2-/ Quá trình ứng dụng dòng xung điện trong vật lý trị liệu. Những nghiên cứu của Dubois - Reymond (1848) của d’ Arsonval (1881) và của Lapicque (1903) là những tiền đề cho việc ứng dụng dòng điện xung trong y học. Đó là dòng điện xung thấp tần gây hiện tượng co giật do kích thích thần kinh - cơ. Tới nay các dòng điện xung còn mang tên một số nhà vật lý như dòng Faradic, dòng Leduc, dòng Lapic, dòng Becna... Điều trị điện xung có nhiều phát triển về cả nguyên lý và thực hành, là một phần cơ bản của điện trị liệu hiện nay. Ngày nay dòng điện xung trong vật lý trị liệu gồm: - Dòng xung tam giác kinh điển và cải biên. - Dòng xung chữ nhật kinh điển và cải biên. - Dòng xung Trabert 2 - 5 (Ultra Reiz). - Dòng xung giao thoa (Interferential current) - Dòng xung kích thích Nga (Russian Stim). - Vi dòng (micro current). - Dòng trung tần 4000 - 8000 Hz (medium frequency). - Dòng kích thích thần kinh TENS. Có dòng ở dạng cố định, có dòng một chiều hoặc xoay chiều và dòng điều biến về tần số, biên độ... cho nên phạm vi tác dụng phong phú và hiệu quả cao. Trong thực hành, dòng điện xung vừa được ứng dụng trong điều trị phục hồi chức năng vừa được ứng dụng trong chuẩn đoán và theo dõi kết quả (chuẩn đoán điện cổ điển, ghi thời trị, vẽ biểu đồ đáp ứng thần kinh cơ...). 3-/ Khái niệm về ngưỡng đói với dòng điện xung. Nếu kích thích tế bào thần kinh với cường độ dưới ngưỡng không gây điện thế động, kích thích với cường độ tới ngưỡng gây điện thế động theo định luật “tất cả hay không có gì” (all or none). Tuy vậy khi kích thích với cường độ dưới ngưỡng vẫn có sự thay đổi điện thể tại chỗ bị kích thích: nếu là cathode gây khử cực tại chỗ, nếu là anode gây tăng phân cực màng tại chỗ. Khi điện thế đủ gây khử cực đến 15mV sẽ gây điện thế động. Các kích thích bởi anode có tác dụng ức chế do tăng phân cực màng điện thế xa mức ngưỡng. Các kích thích bởi cathode làm tăng hưng phấn do gây tăng khử cực màng gần mức ngưỡng. Đáp ứng của tế bào thần kinh tùy thuộc vào thời gian xung và cường độ kích thích của dòng điện xung. Ngưỡng là cường độ tối thiểu của kích thích đủ gây đáp ứng. Thời gian hữu hiệu là thời gian cần để kích thích này tạo ra một đáp ứng - cơ sở của đo thời trị (chronaxie). Ngưỡng và thời trị là những đặc tính của tế bào thần kinh. Tần số xung điện có ý nghĩa rất quan trọng vì đặc tính sự lan truyền điện thế động và thời gian trơ của thần kinh; sợi trục chỉ có thể phát sinh một điện thế động thứ hai sau điện thế động trước vài milli giây, gọi là giai đoạn trơ tuyệt đối. Sau giai đoạn này sợi trục có thể phát sinh một điện thế động thứ hai chỉ khi màng bị khử cực nhiều - gọi là giai đoạn trơ tương đối. Giai đoạn trơ tương đối là thời gian xác định tần số nhanh nhất mà sợi trục có thể phát sinh điện thế động, có ý nghĩa rất quan trọng trong sử dụng dòng điện xung. Ngưỡng biểu hiện mức đáp ứng của tổ chức cơ thể một cách tổng quát, ví dụ: Có nghĩa là tại vùng chịu tác động của dòng điện xung 50 - 100Hz, nâng cường độ lên từ từ tới 1,2 mA người bệnh cảm nhận dòng điện đi qua như kim châm nhè nhẹ đó là ngưỡng cảm giác, tiếp tục tăng cường độ cảm giác càng rõ, tới 3 mA thì có hiện tượng cơ co rút theo nhịp xung (rung), đó là ngưỡng co cơ, tiếp tục tăng cường độ cảm giác rung càng mạnh, tới 4 mA cảm thấy đau, đó là ngưỡng đau nếu tăng nữa đau không chịu nổi. Mức đáp ứng này thay đổi lệ thuộc nhiều yếu tố: - Dạng (hình thể) xung. - Tần số xung và biến điệu. - Vùng cảm thụ của cơ thể. - Tình trạng của hệ thần kinh - cơ bình thường hay bệnh lý. - Đặc tính của từng người. Vùng hiệu lực điều trị dòng điện xung chủ yếu từ ngưỡng co cơ tới dưới ngưỡng đau. 4-/ Tác dụng sinh lý của dòng điện xung. Từ kích thích gây hưng phấn các cơ quan cảm thụ ở da, cơ và các tổ chức dòng điện đi qua gây nên nhiều phản xạ như dãn mạch, tăng tuần hoàn và dinh dưỡng cục bộ, tăng chuyển hóa... kèm theo hiện tượng co rút cơ không theo ý muốn là sự tăng cường các phản ứng oxy hóa khử, tiêu hao các chất glycogen... Nếu là dòng xung một chiều còn có tác dụng vận chuyển điện tích gây cực hóa như dòng một chiều đều. Vì vậy, ứng dụng dòng điện xung trong thực hành rất phong phú và tùy thuộc nhiều yếu tố. Có thể nêu tác dụng tổng hợp sau đây: - Tăng tuần hoàn tại chỗ do kích thích trực tiếp các mạch máu và do co cơ. - Giảm đau do ức chế dẫn truyền cảm giác, ức chế trung tâm cảm giác bằng tăng sinh chất chống đau, giảm phù nề giải phóng chèn ép tại chỗ, tăng thải trừ các chất chuyển hóa tại chỗ. - Tăng trương lực cơ và kích thích phục hồi sức cơ bị liệt. - Giảm viêm do tăng tuần hoàn, tăng chuyển hóa và tăng thực bào tại chỗ. Đã có nhiều nghiên cứu về cơ chế tác dụng của các dòng điện xung, đặc biệt là kiểm soát đau và kích thích có chọn lọc. Về đại cương sợi thần kinh có nhiều loại và đặc tính khác nhau, ví dụ: Loại Ly tâm Hướng tâm Đường kính (mm) Tốc độ dẫn truyền (m/s) Dầy A - a I 12 - 22 70 - 120 A - b II 5 - 12 50 - 70 A - g II 5 - 12 30 - 50 Mảnh A - d III 2 - 5 < 30 B - 1 - 3 3 - 4 C IV 0,1 - 0,3 < 3 Sợi có myelin và không có myelin (myelin không dẫn điện). Các cơ chế chống đau của dòng điện xung dựa vào các thuyết: - Thuyết về cổng kiểm soát của Melzack và Wall: dựa vào giả thuyết là kích thích các sợi thần kinh dầy có bao myelin sẽ gây ức chế thần kinh ở mức tủy sống, ức chế này sẽ ngăn cản các sợi mảnh không có myelin nên cắt đứt sự dẫn truyền đau về não. Nói cách khác kích thích chọn lọc các sợi thần kinh nhóm II và III sẽ gây ra ức chế xuôi chiều với kích thích nảy sinh trong các sợi thần kinh nhóm IV. Hiện nay thuyết này vẫn được coi là cơ chế hàng đầu của giảm đau bằng kích thích điện. Thuyết về sự phóng thích Endorphin của Sjolund và Eriksson: kích thích bởi dòng điện xung từng nhóm xung điện như dòng BURST - TENS hệ thần kinh trung ương có thể phóng thích endorphin là chất giảm đau (sử dụng dòng BURST - TENS hoặc xung ngắt quãng trong điện châm). Còn dòng TENS có thể phóng thích tại chỗ các chất morphin nội sinh ở mức tủy sống (encephaline). - Thuyết về sự ngừng trệ sau kích thích của hệ thần kinh giao cảm của Sato và Schmidt: kích thích các sợi thần kinh nhóm II và III sẽ hạn chế hoạt động quá mức của thần kinh giao cảm. Ngoài ra một số tác giả qua nghiên cứu về khả năng kích thích chọn lọc các sợi thần kinh như nhóm II và III để ức chế đau, nhóm I (A - a) để kích thích vận động. Howson (1978) cho rằng với thời gian xung (ti) rất ngắn để kích thích các sợi nhóm II, III và A - a là tốt nhất, ti < 200 ms gây kích thích dây thần kinh cảm giác và vận động mà không gây kích thích sợi thần kinh mảnh không có myelin (gây đau). Do thời gian xung (ti) ngắn nên có thể nâng cường độ dòng mà không kích thích các sợi mảnh. Theo Lullies, dòng điện xung xoay chiều để kích thích các sợi thần kinh dầy có thể với cường độ dòng tương đối thấp nhưng tần số > 3Hz. Wyss nghiên cứu dòng điện xung dạng tam giác cải biên (xung lưỡi cầy exponentiel) thấy để kích thích sợi thần kinh nhóm A cần cường độ và thời gian ti thấp hơn so với để kích thích sợi thần kinh nhóm B. Có thể nói tới nay phát triển của dòng điện xung rất đa dạng phong phú, đã có những tiến bộ lớn về cơ chế tác dụng cũng như hiệu quả. Nhưng trong thực tế do tính phức tạp của bệnh sinh nên còn nhiều vấn đề chưa được giải thích một cách thỏa đáng, một phần do những thay đổi của quá trình bệnh lý gây nên những đáp ứng khác nhau thậm chí ngược lại. Cho nên khi sử dụng dòng điện xung cần vận dụng những nguyên lý cơ bản kết hợp với diễn biến thực tế của từng trường hợp để chọn kỹ thuật tối ưu. 4.1-/ Tác dụng của tần số xung. - Cường độ: Là trị số trung bình của các xung trong thời gian đó. Khi cắm kim qua da vào trong cơ, vì diện tích của kim rất nhỏ trong khi cơ lại có điện trở thấp hơn da nhiều lần nên cường độ gây kích thích từ 10 - 200mA đã có thể làm co cơ. Nếu mũi kim phần sát dây thần kinh thì cường độ cần là 5 á 10 mA. - Hình thể xung: Nếu độ dốc của xung lớn hơn sẽ gây kích thích mạnh (sử dụng cho tổ chức lành). Bề mặt của xung rộng sẽ tác dụng nhiều trên chuyến hoà dinh dưỡng. - Thời gian tồn tại của xung: Muốn gây được kích thích thì thời gian tồn tại của xung phải lớn hơn 0,005 ms nhưng không dài quá 1/3s. Nếu ngắn hơn thì dù biên độ có lớn hơn cũng không gây được kích thích. Muốn gây được co cơ thì độ dốc lên và xuống của xung phải dài hơn thời trị cơ tức phải dài hơn thời gian tồn tại tối thiểu của một xung điện có biên độ bằng hai lần ngưỡng đủ để gây một co cơ tối thiểu khi kích thích cơ tại điểm vận động hoặc tại thần kinh chi phối cơ, thường là 0,05 á 0,15ms. - Tần số xung: Như đã nói ở mục trước, tần số xung có ý nghĩa rất quan trọng trong sử dụng dòng điện xung để điều trị vì đặc tính sự lan truyền điện thế động và thời gian trơ của thần kinh. Sợi trục chỉ có thể phát sinh một điện thế động thứ hai sau điện thế động trước vài ms gọi là giai đoạn trơ tuyệt đối. Sau giai đoạn này, sợi trục có thể phát sinh một điện thế động thứ hai chỉ khi màng bị khử cực nhiều gọi là giai đoạn trơ tương đối. Giai đoạn trơ tương đối là thời gian xác định tần số nhanh nhất mà sợi trục có thể phát sinh điện thế động. Có thể có khả năng phản ứng với một dải tần số khá rộng cụ thể là: + Với thần kinh cảm giác: dòng xung điện có tác dụng kích thích rõ rệt từ 1 - 20.000 Hz/s. Trong đó nếu dưới 20 Hz thì mỗi xung tạo một cảm giác như vật gì chạm vào da. Từ 20 á 50 Hz cảm giác rung liên tục ở mặt da, điện cực trượt trên da. Với 100 Hz, cảm giác rung yếu dần. + Với thần kinh vận động (được thể hiện bằng co cơ). Nếu dưới 20 Hz co cơ từng cái. Từ 20 á 50 Hz có rung lên vì co liên tục. Từ 50 á 100 Hz cơ co cứng liên tục (cơ không kịp trùng ra do xung liên tiếp kích thích quá nhanh). Trên 200 Hz cơ co yếu dần. + Với thần kinh thực vật (được thể hiện bằng phản xạ vận mạch và dinh dưỡng chuyển hóa). Từ 1 á 0 Hz kích thích giao cảm. Từ 25 á 100Hz kích thích phó giao cảm và giãn mạch. ở 100 Hz ức chế giao cảm. Từ 80 á 250 Hz ức chế đau. Tóm lại với tần số thấp hơn 50 Hz/s sẽ gây hưng phấn cho thần kinh giao cảm, thần kinh cảm giác, thần kinh vận động, làm trương lực thần kinh tăng lên. Với tần số lớn hơn 100 Hz/s sẽ có tác dụng ngược lại đối với hệ thần kinh. Nhìn chung, các tác dụng kích thích đều do biên độ, thời gian xung, độ dốc của xung quy định, còn tác dụng ức chế thì chủ yếu là do tần số quyết định. 4.2-/ Tác dụng của huyệt. Cùng với những tác dụng của dòng điện, huyệt cũng có tác dụng tiếp thu kích thích, góp phần điều khí và giảm đau. Tùy từng loại huyệt, có thể có tác dụng chữa bệnh tại chỗ, chữa bệnh vùng lân cận (theo kinh, không theo kinh), chữa bệnh ở xa (theo kinh), chữa bệnh toàn thân. Cơ chế chính là điều khí, khí hành huyết hành, âm dương được điều hòa, kinh mạch thông lợi thì hết đau. 5-/ Tính thích ứng của cơ thể với dòng xung. Tính thích ứng của cơ thể là hiện tượng sinh lý bình thường của cơ thể dần dần thích nghi với kích thích điện. Trong điều trị, khi ta nâng cường độ đạt đến mức xung mạch nhưng chỉ sau đó khoảng một phút, cảm giác rung yếu dần mặc dù cường độ vẫn giữ nguyên, muốn có được cảm giác rung mạnh phải tăng cường độ lên nữa. Do vậy để đảm bảo tính hiệu ứng tác dụng trong suốt thời gian điều trị phải hạn chế hiện tượng quen này. Mặt khác không nên kéo dài thời gian mỗi lần điều trị. Tốt nhất là mỗi làn điều trị không nên quá 15 phút. Có hai biện pháp hạn chế hiện tượng quen là tăng dần dần hoặc băng biến điệu cường độ, thay đổi tần số. Phần III Thiết bị điện châm Để thay thế cho kỹ thuật dùng tay để vè kim sau khi châm trong phương pháp điều trị bằng châm cứu, người ta chế tạo ra thiết bị phát xung điện kích thích lên huyệt hoặc còn gọi là điện châm. 1-/ Vài nét về lịch sử điện châm. Khoảng những năm 30, Jolly, Roger, Dela Fuye và Nogier đã cho điện kích thích qua kim và đặt tên là Electro puncture. Đến năm 1950 Chu Ngọc đã sử dụng dòng điện xung kích thích lên huyệt qua kim hoặc kích thích dây thần kinh ngoại vi để chữa bệnh (gọi là phương pháp kích thích thần kinh). Năm 1960 viện Y học dân tộc đã sử dụng một số máy của Trung Quốc để chữa bệnh. Vào những năm 70 châm điện được phát triển nhanh và trở thành một phương pháp châm cứu mới, hiện đại và được xem là một trong những phương pháp đem lại hiệu quả cao. 2-/ Định nghĩa điện châm: Điện châm là phương pháp cho một dòng xung điện qua kim châm vào huyệt. Đây là một bước phát triển mới của châm cứu, là sự kết hợp giữa điện liệu pháp và châm cứu, sử dụng những tác dụng của dòng xung điện và của huyệt châm cứu đề phòng và chữa bệnh. 3-/ Tác dụng của điện châm trong điều trị và chẩn đoán. Tùy thuộc vào từng loại bệnh, từng yếu tố khác nhau mà dòng điện xung trong thiết bị điện châm có các tác dụng sau: - Tác dụng giảm đau trong chấn thương, mổ sẻ, gãy xương, viêm dây thần kinh, viêm đau khớp do ức chế dẫn truyền cảm giác, ức chế trung tâm cảm giác bằng tăng sinh chất chống đau, giảm phù nề, giải phóng chèn ép tại chỗ, tăng thải trừ chất chuyển hóa tại chỗ. - Tác dụng giảm co thắt, chống co thắt cơ, điều hòa lại trương lực cơ trong chấn thương đau lưng vẹo cổ, kích thích phục hồi sức cơ bị liệt. - Tác dụng tăng tuần hoàn tại chỗ do kích thích trực tiếp các mạch máu và do co cơ. - Tác dụng tăng dinh dưỡng, chống rối loạn dinh dưỡng như ngứa, tăng giảm cảm giác, sẹo, loét... 4-/ ứng dụng của điện châm trong điều trị, chẩn đoán. Từ trước tới nay, đã có rất nhiều nghiên cứu về cơ chế ứng dụng các dòng điện xung trong điều trị cũng như trong việc kiểm soát đau và kích thích có chọn lọc cụ thể là: - Với bệnh mãn tính có thể sử dụng dòng điện một chiều vì nó tác động lên hoạt động điện sinh vật, làm tăng dinh dưỡng chuyển hóa, điều hòa trương lực thần kinh. Nó không gây ảnh hưởng đến cảm giác và co cơ song nó có thể để lại dấu ấn ở nơi châm kim do có HCl (+) và NaOH(-) có thể coi như kích thích được lưu lại và tiếp tục phát huy tác dụng kích thích như lưu kim. Cũng có thể dùng dòng xung điện có f = 10 á 50 Hz/s để tăng tuần hoàn, dinh dưỡng, chuyển hóa và điều hòa trương lực thần kinh. - Với bệnh cấp tính nên chọn dòng xung hình tam giác vì bệnh mới mắc, tổ chức chưa bị thương tổn nghiêm trọng. - Với thần kinh có phản ứng thoái hóa mà cơ bị teo liệt nên dùng dòng xung nghẹt hình sin hay hàm số mũ với tàn số f = 20 á 30 Hz. Nhịp kích thích này phù hợp với sinh lý của tổ chức bệnh. Có thể thấy dòng điện xung được ứng dụng trong thực hành rất phong phú và đa dạng không chỉ trong điều trị phục hồi chức năng mà còn được ứng dụng trong chẩn đoán và theo dõi kết quả. 5-/ Sơ đồ khối và các thông số kỹ thuật của máy điện châm. 5.1-/ Sơ đồ khối. Sơ đồ khối của máy điện châm thông dụng gồm có các khối chính sau: Bộ tạo xung Khuếch đại xung Điều chỉnh xung ra Chỉ thị xung ra Hồi tiếp Nguồn E Đầu điện cực kẹp kim hình 6 5.1.1- Khối nguồn: Nhiệm vụ của khối này là tạo ra năng lượng cần thiết để cung cấp cho thiết bị làm việc. Tuỳ theo từng loại máy mà thực tế ta gặp các dạng nguồn cung cấp là nguồn một chiều: pin hoặc acquy hay nguồn xoay chiều lấy từ mạng điện lưới đổi ra nguồn một chiều có ổn định. Sơ đồ khối nguồn xoay chiều. Biến áp Chỉnh lưu ổn áp 220V ~ a, Biến áp nguồn: Làm nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều của mạng điện thành điện áp xoay chiều có trị số thích hợp cần thiết cho máy, đồng thời ta có thể thể hiện việc ngăn cách mạch máy với mạng điện ngay trên biến áp bằng cách quấn biến áp theo kiểu cảm ứng. Sơ đồ cấu trúc biến áp. b, Mạch chỉnh lưu: Làm nhiệm vụ biến đổi điện áp (hay dòng điện) xoay chiều thành điện áp (hay dòng điện) một chiều. Các phần tử cấu tạo nên mạch chỉnh lưu là các phần tử tích cực có đặc tuyến V - A không đối xứng sao cho dòng điện qua nó chỉ đi theo một chiều. Việc chọn Điốt chỉnh lưu cần phải quan tâm tới các thông số sau: dòng trung bình, dòng cực đại, điện áp ngược cực đại, dải n.độ làm việc. Các mạch chỉnh lưu thường dùng là các mạch chỉnh lưu nửa sóng, mạch chỉnh lưu cả sóng gồm chỉnh lưu cầu và chỉnh lưu cân bằng trong đó chỉnh lưu cần có nhiều ưu điểm hơn cả. * Mạch chỉnh lưu nửa sóng. ở thời điểm nửa chu kỳ dương của điện áp cần chỉnh lưu, anot của D có điện áp dương hơn điện áp K, D thông, dòng điện từ (+) qua D tới RT rồi về (-). ở nửa chu kỳ sau, D được phân cực ngược do đầu (-) dương hơn đầu (+) nên dòng điện không qua được, mạch coi như bị ngắt và trên tải không có dòng qua. Để giảm độ nhấp nhô của điện áp ra ta mắc thêm tụ CT song song với RT. Khi D thông tụ CT được nạp, khi D tắt tụ CT phóng điện qua RT. Chú ý rằng khi lắp thêm tụ CT thì điện áp ngược đặt trên D tăng lên gấp đôi và bằng hai lần điện áp ra của biến áp vì trong nửa chu kỳ sau, D phải chịu điện áp ngược đặt trên hai đầu bằng tổng điện trên hai đầu biến áp với điện áp nạp trên tụ CT. * Mạch chỉnh lưu cả sóng. Là mạch tạo ra dòng điện chạy qua tải theo một chiều trong cả hai chu kỳ của điện áp xoay chiều đưa vào chỉnh lưu. Có hai loại mạch chỉnh lưu cả sóng là mạch chỉnh lưu cầu và cân bằng. - Mạch chỉnh lưu cân bằng: Nửa chu kỳ đầu Đ1 mở, Đ2 tắt (vì bị phân cực ngược) trên tải xuất hiện dòng điện chạy qua. Nửa chu kỳ sau Đ2 mở, Đ1 tắt dòng vẫn có trên RT. Như vậy trong cả hai nửa chu kỳ của điện áp chỉnh lưu trên tải RT đều có dòng điện chạy qua. Tụ CT dùng để giảm độ gợn sóng của điện áp sau chỉnh lưu. - Mạch chỉnh lưu cầu: Nửa chu kỳ đầu dòng (+) qua D1 à RT à D3 về (-). Nửa chu kỳ sau dòng qua D2 à RT qua D4 về (+). Như vậy ở cả hai nửa chu kỳ của điện áp điều chỉnh đều có dòng điện qua RT theo một chiều tương tự như với mạch cân bằng. So với hai mạch trên mạch chỉnh lưu cầu có nhược điểm là phải dùng tới 4Đ. Tuy nhiên nó lại có những đặc điểm nổi bật là chỉnh lưu được cả hai nửa chu kỳ (nên yêu cầu lọc điện áp thấp hơn, điện áp sau chỉnh lưu bằng phẳng hơn). Biến áp nguồn chỉ cần có hai đầu ra thứ cấp (do đó, biến áp quấn đơn giản, gọn hơn, tận dụng được công suất biến áp), khi không dẫn điện, mỗi Đ chỉ phải chịu một điện áp ngược bằng điện áp ra của biến áp nguồn. c, Mạch ổn áp. Mạch ổn áp có nhiệm vụ giữ cho điện áp ra của nguồn cung cấp không thay đổi khi điện áp vào và tải cũng như các điều khiển môi trường thay đổi trong một phạm vi cho phép nào đó. Điện áp ra của mạch ổn áp bằng điện áp ổn định trên hai đầu ĐZ. U’r = Uz Các Đ có Uz = 8 thường có điện trở động rz nhỏ nhất nghĩa là chúng có khả năng ổn áp tốt nhất. 5.1.2-/ Phần tạo dao động xung: 5.1.2.1- Dao động tích thoát. Dao động tích thoát để tạo ra các dao động không sin mà phổ tần của nó là tổng vô hạn của các dao động điều hoà có tần số từ w = 0 à w = Ơ. Gọi là dao động tích thoát vì chúng là các dao động rời rạc, hàm của dòng điện hoặc điện áp theo thời gian có phần giai đoạn. Trong các bộ dao động tích thoát chỉ chứa một phần tử tích luỹ năng lượng thường gặp nhất là tụ điện. Phần tử này được nạp điện và sau đó nhờ thiết bị chuyển mạch nó phóng điện đến một mức xác định nào đó rồi lại được nạp điện. Một bộ tạo dao động tích thoát có dạng tổng quát như sau: Các khoá K1 và K2 làm việc một cách lần lượt. K1 đóng K2 mở tụ C được nạp điện còn khi K1 mở, K2 đóng tụ C phóng điện qua điện trở R. Trong các bộ tích thoát tự dao động các khoá K1, K2 được đóng mở nhờ một thiết bị chuyển mạch là phần tử phi tuyến có đặc tuyến V - A hình chữ S hoặc N. Các đặc tuyến hình chữ S là đặc tính của một số dụng cụ điện tử đặc biệt (như đèn cơ khí, dụng cụ bán dẫn loại 3 mặt ghép dạng p - n - p - n) song cũng có thể tạo được bằng cách sử dụng các đèn điện tử và Tranzitor thông thường trong các mạch khuếch đại có hiện tượng (+). Các đặc tuyến hình chữ N có thể tạo được nhờ một loại dụng cụ điện tử đặc biệt khác như Điot Tuner hoặc đèn điện tử công tác trong chế độ phát xạ thứ cấp (hiệu ứng đinatron). Qua đây ta thấy, để tạo dao động tích thoát các đặc tuyến V - A trên không nhưng có tính chất không đường thẳng mà còn phải tạo thành một vòng kín, nghĩa là phải đa trị. Trên thực tế tồn tại hai loại thiết bị chuyển mạch ứng với hai loại đặc tuyến khép kín nói trên. Mg là một loại sẽ xung ra đột biến dòng điện khi thay đổi một cách liên tục điện áp và một loại thì ngược lại song cần lưu ý trong cuộn dây không thể tồn tại đột biến dòng điện và trong tụ điện không thể đột biến điện áp, bởi vậy một bộ dao động tích thoát có đặc tuyến như (Hình a) có thể cộng tác với tụ điện còn khi có đặc tuyến như (Hình b) có thể công tác với cuộn dây. Các bộ dao động tích thoát thường được dùng để tạo các xung vuông có động rỗng khác nhau và có thể công tác ở ba chế độ: tự dao động, kích thích từ ngoài (chế độ đợi) và đồng bộ. 5.1.2.3- Dao động đa hài. Các mạch dao động đa hài có thể công tác ở ba chế độ: - Chế độ tự dao động (còn gọi là đa hài tự kích). - Chế độ đồng bộ. - Chế độ đợi (còn gọi là thiết bị xúc phát). a, Khi công tác ở chế độ tự dao động, chu kỳ lặp lại của xung tạo ra được xác định bằng các thông số của bộ đa hài và điện áp cung cấp. Đặc tính cơ bản của bộ dao động loại này là tính ổn định của chu kỳ dao động bị phụ thuộc vào thời gian khi thay các linh kiện trong sơ đồ, hoặc chúng bị hoá già đi, khi bị va chạm cơ học hoặc do sự biến đổi của thời tiết và nhiệt độ môi trường, khi điện áp cung cấp biến đổi. Các bộ dao động đa hài tự kích có độ ổn định nói chung là thấp. Sơ đồ nguyên lý của mạch dao động đa hài tự kích dùng Tranzitor ghép cực góp - gốc được vẽ ở hình dưới. Mạch gồm hai tầng khuếch đại dùng Tranzitor, đầu ra của tầng này nối với đầu vào của tầng kia. Do cách nối như vậy nên giữa chúng có tồn tại hiện tượng (+) và tạo nên dao động tích thoát. Khi đó hệ số khuếch đại của mỗi tầng phải lớn hơn 1. ở đây có thể coi T1, T2 là các khoá điện tử K1, K2. Sơ đồ này có khả năng chuyển đột biến từ một trạng thái không ổn định này sang trạng thái không ổn định khác. Giản đồ dạng sóng được minh hoạ như sau: Ban đầu Tranzitor T1 tắt, T2 thông. Tụ C2 nối với T2 sẽ phóng điện theo mạch: + C2 à Rb1 à - Ec à + Ec à GCeT2 à - C2. Trong đó: GCeT2 là điện trở giữa cực góp và cực phát của T2 khi thông, khi đó do sụt áp trên Rb1 làm cho điện áp cực B của T1 (+) do đó T1 bị tắt trong một khoảng thời gian nào đó. Đồng thời lúc này C1 được nạp điện theo mạch sau: + E2 à GCeT2 à C1 à RC1 à - Ec. Muốn cho mạch công tác được bình thường thì thời gian nạp điện cho tụ C1 phải nhỏ hơn thời gian phóng điện của tụ C2 và ngược lại. Sau khi kết thúc quá trình phóng - nạp điện của các tụ T2 ở trạng thái thông, trong mạch cực gốc của nó tồn tại một dòng điện chảy theo mạch. + Ec à GbcT2 à Rb2 à - Ec và có trị số được tính theo biểu thức gần đúng Ib2 ằ vì GbcT2 << Rb2. Muốn dạng xung ra được tốt và ổn định, khi T2 thông phải nằm ở trạng thái bão hoà. Do đó cần thoả mãn điều kiện: Ib2 ằ ³ Ibbh ằ à Rb2 Ê b2 . Rc2 Và điều kiện để T1 nằm ở trạng thái bão hoà khi thông Rb1 Ê b1.Rc1. Cần nhận rõ mức độ bão hoà có ảnh hưởng đến công tác của mạch đa hài khi bão hoà càng sâu, sẽ làm cho thời gian tiêu tán những điện tích thừa trong cực gốc của Tranzitor càng lâu, do đó càng làm chậm thời gian lật trạng thái của sơ đồ. Vì vậy thường chọn điểm công tác của Tranzitor ở miền biên của chế độ bão hoà. Khi tụ C2 phóng điện, điện áp trên cực gốc của Tranzitor T1 có xu hướng tiến tới giá trị - Ec. Song khi đạt giá trị điện áp khoá của Tranzitor, có thể coi là bằng 0, thì T1 bắt đầu thông làm cho điện áp trên cực góp của nó tăng lên làm tăng điện áp cực gốc tức làm giảm dòng cực gốc của T2. Do đó tăng cực góp, điện áp cực góp T2 giảm xuống làm cho điện áp cực gốc T1 cũng giảm xuống. Kết quả là dòng ic1 càng tăng cho đến khi T1 thông hẳn và dòng ic2 càng giảm cho đến khi T2 tắt hẳn. Quá trình xảy ra rất nhanh có tính chất đột biến lật sơ đồ về trạng thái T1 thông T2 tắt. Theo đó lại xảy ra quá trình phóng điện của tụ C1 và nạp điện của tụ C2 xảy ra tương tự như trên và làm cho mạch tiếp tục dao động giữa hai trạng thái cân bằng không ổn định. b, Khi công tác ở chế độ đợi, nếu không có điện áp điều khiển từ bên ngoài, bộ dao động đa hài nằm ở trạng thái ổn định. Khi có xung điều khiển thường là các xung kích thích hẹp, nó chuyển sang chế độ không ổn định một thời gian rồi lại trở về trạng thái ban đầu và cho ra một xung. Thời gian bộ đa hài nằm ở trạng thái không ổn định lâu hoặc chúng là do các tham số của mạch quyết định. Đặc tính cơ bản của bộ dao động đa hài ở chế độ chờ là tính ổn định của độ rộng xung được tạo ra dưới tác dụng của các yếu tố bên ng._.