Luận văn: Đề tài ứng dụng của dòng điện thấp tần trong trị liệu

Khi có dòng điện 1 chiều đi qua các phân tử này sẽ bị phân cực thành một lưỡng cực,cáclưỡng cực sẽ dần dần sắp xếp lại theo định hướng của điện trường ngoài Pt Trường hợp 2: Đối với phân

Chương I : Các hiệu ứng sinh lý của cơ thể đối với dòng điện

1: Tính dẫn điện của cơ thể sống:

Ta đã biết, cơ thể con người phần nước chiếm khoảng 60% trọng lượng riêng cơ thể vàđược cấu tạo từ các nguyên tử,phân tử,… đều mang theo các điện tích.Có thể là các điệntích tự do ion âm hay ion dương có rất nhiều trong các dịch sinh vật,nội bào,gian bào,…đóng vai trò quan trọng trong các chức năng sống cơ bản của con người.Hoặc đó cũng cóthể là các điện tích liên kết nằm trong các đại phân tử,nguyên tử Chính vì vậy,cơ thể sốngluôn tồn tại trong một môi trường đầy điện tích và điện thế

1.1: Mô và tế bào của cơ thể sống đối với dòng điện một chiều:

Hình 1.1Bằng các phép đo trên cơ thể,ta có thể đo được điện trở của cả cơ thể người là khoảng 5000ohm.Tương tự như vậy bằng nhiều phép đó trên nhiều loại tế bào khác nhau ta có thể kếtluận rằng các mô khác nhau có độ dẫn điện khác nhau.Mô nào càng nhiều dịch thì dẫn điệncàng tốt ví dụ như máu,huyết thanh,tủy,…

Loại mô Độ dẫn điện (Ohm -1 cm -1 )

Cơ quan nội tạng 0,002-0,003

Nguyên nhân là do hiện tượng phân cực điện môi xảy ra trong tế bào.Đó là sự xuất hiện mộtsuất điện động ngược chiều với suất điện động bên ngoài tăng dần đến một giá trị nào đólàm giảm suất điện động bên ngoài do đó giảm dòng điện một chiều qua hệ

Cụ thể hơn trong các loại dịch mô có:

- Các ion tự do: K+ , Na+ , Cl- ,…

Đầu tiên ta xét theo từng trường hợp:

Trường hợp 1: Đối với phân tử phân cực khi cho dòng điện 1 chiều đi qua

Ban đầu,trọng tâm của các điện tích dương và điện tích âm vốn không trùng nhau

Khi có dòng điện 1 chiều đi qua các phân tử này sẽ bị phân cực thành một lưỡng cực,cáclưỡng cực sẽ dần dần sắp xếp lại theo định hướng của điện trường ngoài P(t)

Trường hợp 2: Đối với phân tử không phân cực khi cho dòng điện 1 chiều đi qua

Đầu tiên là các trọng tâm của các điện tích âm và dương sẽ lệch đi

Và sau đó định hướng theo điện trường ngoài

Cả 2 trường hợp này đều dẫn đến sự hình thành điện thế phân cực P(t).Chính vì sự xuất hiệnsuất điện động phân cực ngược chiều so với suất điên động bên ngoài này đã làm cho cường

độ dòng điện 1 chiều giảm dần theo thời gian

Ngoài ra,phần tử tải điện trong dòng điện 1 chiều chủ yếu là các điện tích tự do hay các điệntích liên kết đều bị giới hạn trong vô số các màng tế bào,màng sinh học,.v.v… nên cũnglàm giảm cường độ dòng điện chạy qua mô và tế bào.

1.2: Mô và tế bào của cơ thể sống đối với dòng điện xoay chiều:

Hình 1.6Hầu hết,màng tế bào với cấu tạo là 2 lớp lipit với 1 nhóm ưa nước hướng ra ngoài (chất lỏnggian bào) và 1 nhóm hướng vào trong (dịch nội bào) có tác dụng đóng vai trò như một tụđiện

Hiển nhiên dưới tác dụng của dòng điện xoay chiều thì tần số càng tăng điện trở sẽ cànggiảm.Nhưng sự phụ thuộc này chỉ diễn ra trong khoảng từ ω1 tới ω2 ,còn đối với vùng tần

số cao lớn hơn ω1 hay cao hơn mức chịu đựng của tụ thì tụ có thể bị đánh thủng hoặc vớivùng tần số thấp bé hơn ω2 thì giá trị điện trở tương đối là được giữ nguyên

Hình 1.7Bên cạnh đó sự phụ thuộc của điện trở vào tần số này là một đặc trưng cho sự sống của tếbào.Khi tế bào bị tổn thương thì sự phụ thuộc đó càng yếu đi ( như hình 1.8) và khi chết đithì sự phụ thuộc đó sẽ không còn

( hình sine,hình vuông,tam giác,lưỡi cưa,…) cường độ ( mạnh,trung bình,yếu) trên cơ thểcon người.

Hình 1.9Ngoài ra,không chỉ có khả năng dẫn truyền dòng điện dưới tác dụng của một hiệu điện thếđưa từ bên ngoài vào mà cơ thể ta còn thường xuyên tạo nên và duy trì các điện thế kháctrong tế bào và mô.Đó chính là điện sinh lý.Vậy điện sinh lý là gì?Có vai trò quan trọng nhưthế nào đối với sự sống?Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu qua phần 2 dưới đây

2: Điện sinh lý:

Như nghiên cứu ở phần trên,với tư cách là một tụ điện,màng tế bào giữ vai trò quan trọngtrong độ dẫn điện của cơ thể sống.Bên cạnh đó do màng có tính bán thẩm và cơ chế vậnchuyển tích cực qua màng khi tiêu thụ năng lượng nhờ ATP (Bơm Na-K) sẽ xuất hiện sự bấtđối xứng điện tích qua màng và từ đó sinh ra điện thế màng thế bào Đó chính là điện sinhlý

2.1: Trạng thái nghỉ của tế bào:

Đầu tiên ta xét đến trạng thái bình thường (trạng thái nghỉ) của tế bào.Đối với mọi tế bào,hệ

cơ quan,bình thường giữa trong và ngoài tế bào luôn tồn tại một hiệu điện thế là -70mV( điện thế nghỉ-phía trong âm,phía ngoài tế bào dương).Khi mà tế bào chết đi thì hiệu điệnthế này sẽ không còn.Ở trường hợp này chúng ta sẽ xét tới tế bào dẫn truyền thần kinh,vìđây là loại tế bào truyền tín hiệu và dễ thấy nhất trong các loại tế bào

Hình 1.10:

Trạng thái nghỉ của tế bào dẫn truyền thần kinh

2.2: Trạng thái hoạt động của tế bào:

Khi có tín hiệu truyền từ hệ thần kinh xuống thì lúc đó tế bào được kích thích hoạtđộng,độ thẩm thấu tế bào bị thay đổi,cổng Natri mở cho các ion Natri di chuyển ào ạt,nhanhchóng từ ngoài vào trong tế bào tạo ra một điện thế màng ngược chiều với điện thế nghỉ(trong tế bào sẽ dương và ngoài tế bào sẽ âm).Khi lên tới đỉnh điểm,điện thế đạt mức caonhất là khoảng 40mV (điện thế kích thích)

đó làm giảm điện thế từ 40mV xuống hơn -70mV cho tới khi cổng Kali đóng.

Sau khử cực là pha tái cực,bơm Kali-Natri lại tái hoạt động

Tiêu tốn năng lượng ATP nhằm đưa các ion Natri trở ngược ra ngoài

Và bơm Kali lại từ ngoài vào trong

Hình 1.13

Hình 1.14Khi bơm Natri-Kali hoạt động,điện thế âm hơn -70mV được đưa trở lại mức điện thế bìnhthường -70mV.Trong khoảng thời gian này tế bào bị trơ và được đưa về lại trạng thái bìnhthường như lúc ban đầu (phần 2.1: Trạng thái nghỉ của tế bào).

Kết luận: Trên các sợi thần kinh,sợi cơ hay các đường dẫn truyền ở tim ta cũng thấy quátrình dẫn truyền tương tự như vậy.Từ đó ta biết được sự kích thích và dẫn truyền trong tế

bào là một khả năng quan trọng và tối thiểu nhất để cơ thể có thể tiếp nhận thông tin và dẫn

truyền kích thích rồi đưa ra quyết định đáp ứng sau khi xử lý một cách tuần hoàn và có hệthống

Chương II: Định nghĩa,phân loại và khái quát cơ chế dẫn truyền đau

Một nguyên nhân khá phổ biến nhất khiến người bệnh tìm đến các cơ sở điều trị và phụchồi Vì nó hạn chế khả năng lao động , sinh hoạt và giải trí và ảnh hưởng nghiêm trọng tớisức khỏe và chất lượng cuộc sống đó chính là đau

1: Định nghĩa đau :

Đau là một kinh nghiệm,một cảm giác dựa trên sự tương tác phức tạp của các quá trình vật

lý và tâm lý trong cơ thể, nó có thể được định nghĩa là một cảm giác khó chịu và cảm xúckết hợp với mô hay cơ quan thực tế hoặc có nguy cơ gây tổn thương tới mô hay cơ quan mà

ta cảm nhận đó là đau

Hình 2.1

Mặc dù nó rất là khó chịu nhưng đau có thể xem là một cảnh báo để bảo vệ cơ thể khỏi bịtổn thương và nhưng đó là một sự cảnh báo rất cần thiết trong cuộc sống để có thể chữa trịkịp thời và không gây ra các ảnh hưởng trong đời sống cũng như không để lại di chứng chosau này.

2: Phân loại đau:

Phân theo cường độ đau ta có:

Hình 2.2

Phân theo tính chất ta phân ra làm 2 loại chính:

-Đau cấp tính: Là đau mới xuất hiện,thời gian ngắn, có cường độ mạnh mẽ, thường liên

quan đến bệnh mới xảy ra,viêm,chấn thương hay phẫu thuật.Trải qua tương đối nhanh vàthời gian điều trị ngắn có thể được coi là một dấu hiệu báo động hữu ích

Đau sau phẫu thuật

Đau sau chấn thương

Đau sau bỏng

Đau sản khoa

-Đau mạn tính: Ngược lại với đau cấp tính, đau mạn tính là chứng đau dai dẳng tái đi tái lại

nhiều lần Nó làm cho cơ thể bị phá hủy về thể lực và cả về tâm lý và xã hội Bệnh nhân đaumạn tính thường đi điều trị nhiều nơi, với nhiều thầy thuốc và các phương pháp điều trị

khác nhau nhưng cuối cùng chứng đau vẫn không khỏi hoặc không thuyên giảm Điều đólàm cho bệnh nhân lo lắng và mất niềm tin và làm cho bệnh tình ngày càng trầm trọng hơn.Bao gồm:

Đau cơ

Đau sẹo

Đau mặt

Đau khung chậu mạn tính

Đau do nguyên nhân thần kinh

3: Khái quát cơ chế dẫn truyền đau:

Khi một hay nhiều mô bị tổn thương, thông tin cảm nhận được sẽ được truyền về hệ thầnkinh trung ương (não) và được cảm nhận được,biết đó là đau.Tất cả các cơ chế này đều hoạtđộng theo một cách có hệ thống và rất phức tạp,nên ở đây chúng ta có thể hiểu khái quát nó

sẽ có bao gồm bốn quá trình cơ bản:

 Biến đổi: biến năng lượng của kích thích nhiệt, cơ hoặc hóa học gây đau thành điện năng của xung thần kinh

Hình 2.3

 Dẫn truyền: truyền tín hiệu thần kinh từ vị trí biến đổi (ngoại biên) về tủy gai và não bộ

Hình 2.4

 Cảm nhận: giải đoán tín hiệu điện tới các trung khu thần kinh cao cấp và nhận biết đó làđau

Hình 2.5

 Điều biến: Truyền tín hiệu ức chế (giải phóng các hoạt chất) và kích thích từ não đi xuống

để tác động (điều biến) để không còn cảm giác đau nữa

Hình 2.6

Nhưng bên cạnh đó,cơ thể chúng ta không phải lúc nào cũng có thể điều chỉnh như mongmuốn giải phóng các chất hay điều biến để giảm được đau do nhiều nguyên nhân khác nhaunhư: tuổi tác,thái hóa, tổn thương, bệnh tật, rối loạn, cũng như do các điều kiện và yếu tốmôi trường xung quanh bên ngoài,.v v…

Chính vì vậy,nhờ có sự tiến bộ của khoa học,các đề tài nghiên cứu phân tích về các hiệuứng của từng loại dòng điện ta đã nói ở phần trước từ đó người ta áp dụng dòng điện trongviệc điều trị để loại bỏ,ngăn ngừa các hội chứng đau không mong muốn do các tác nhân trên

Do đó chúng ta sẽ nghiên cứu sâu hơn về các ứng dụng của dòng điện trị liệu thấp tần.

Chương III : Ứng dụng của dòng điện trị liệu tần số thấp

Trong vật lý trị liệu, điện trị liệu là một phương pháp cơ bản, liên quan tới việc sửdụng thiết bị tạo các tác nhân vật lý để tác động cơ thể Điều trị điện tần số thấp là mộtphương pháp của điện trị liệu nhằm điều trị một số mặt bệnh khác nhau (điều trị đau, chấnthương thể thao, rối loạn tuần hoàn…)

Với trang bị gọn nhẹ, rẻ tiền, với việc vận hành và sử dụng máy đơn giản, phươngpháp này là sự lựa chọn thích hợp cho một phòng vật lý trị liệu hoặc khu phục hồi chứcnăng

Tại Việt Nam, do hậu quả và di chứng của chiến tranh do điều kiện sống chưa cao và

sự phòng bệnh chưa được đầy đủ mà những mặt bệnh liên quan đến hệ thần kinh – cơ nhưbại liệt bẩm sinh, liệt do chấn thương và do tai nạn, teo và yếu cơ do thiếu vận động… kháphẩ biến trong dân cư Vì thế mà nhu cầu điều trị các tổ thương thần kinh ngoại biên và hệ

cơ là rất lớn

Do đó với nhu cầu cấp thiết và to lớn đó là tình trạng thiếu thốn các trang thiết bị củacác cơ sở điều trị chuyên ngành Ngay ở những trung tâm phục hồi chức năng, vật lý trị liệuthiết bị điện điều trị cũng không đầy đủ, chưa nói đến khả năng khai thác số thiết bị sẳn cócòn nhiều hạn chế Việc trang bị thiết bị mới và việc khai thác tối đa các thiết bị hiện cóđang là bài toán thời sự của ngành phục hồi chức năng, vật lý trị liệu Ở đây có thể lụa chọnhai giải pháp: nhập và sản xuất các thiết bị chuyên ngành thích hợp.Nhưng do giá thành cao

mà các thiết bị điều trị điện tần số thấp của nước ngoài khó thâm nhập thị trường trang thiết

bị Việt Nam, mặc dù mẫu mã và tính năng đạt tiêu chuẩn quốc tế

Chính vì thế mà Nghiên Cứu và Thiết Kế loại thiết bị điện điều trị tần số thấp là một

đề tài được đặt ra trong bài luận văn này

1: Khả năng điều trị liệt bằng dòng điện tần số thấp:

Trước đây, trong y học chủ yếu người ta sử dụng hai dòng điện: dòng một chiều và dòngxoay chiều Nhờ sự tiến bộ của kỹ thuật điện tử, việc sử dụng các dòng điện khác nhautrong trị liệu ngày càng phong phú và sự phân chia quá đơn giản như vậy trở nên hoàn toànkhông thỏa đáng.Bây giờ bên cạnh dòng một chiều không đổi là một tổng thể các dòng điệnthay đổi tấn số thấp, khác nhau về tính liên tục, về dạng xung, về hướng của dòng

Nếu cơ sở của dòng Galvanic là tác dụng tăng tuần hoàn, làm dịu và giảm đau , thì các dòngđiện tần số thấp với tất cả các biến điệu của nó được dùng trong điều trị chủ yếu là nhờ tácdụng kích thích Sự khác biệt này đúng với bất cứ loại nào thuộc các dòng tần số thấp,những dòng có tính chất đặc biệt là gây ra sự co cơ, trong đó cả dòng bao và dòng lũy thừathể hiện tác dụng này rõ ràng nhất Chính vì vậy, các dòng điện tần số thấp được khảo sáttrong mục này đều có tên là dòng kích thích

Những cơ sở chính để sử dụng dòng kích thích tần số thấp trong điều trị liệt:

Chúng ta biết rằng, dòng Galvanic trong khuôn khổ cường độ dùng trong điều trị, không thểgây ra co cơ Nhưng nếu ngắt dòng điện liên tục này ra theo từng giai đoạn , thì theo quyluật co cơ của Pflueger, cơ sẽ co khi đóng mạch để có dòng và cường độ đủ lớn thì cơ congay cả khi ngắt mạch Tất nhiên , để có được hiện tượng này, Lapicque đã đưa ra địnhnghĩa rằng, cường độ dòng một chiều nhỏ nhất có thể gây co cơ tối thiểu gọi là Rheobase.Nhưng ngay cả khi đã đạt đến ngưỡng này, muốn gây ra kích thích, dòng điện cũng phải tácdụng đủ lâu trong một khoảng thời gian tối thiểu nào đó Thời gian này gọi là thời gian hữuích

Cường độ dòng và thời gian tác dụng của dòng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau để cùngsinh ra co cơ Cường độ dòng tăng lên, thời gian hữu ích sẽ giảm xuống, và ngược lại: nếugiảm cường độ dòng thì thời gian hữu ích sẽ tăng lên Mối quan hệ này phản ánh tình trạngsinh lý của mô cơ

Cho đến nay ta vẫn mặc nhiên thừa nhận rằng, dòng điện được sử dụng là dòng tạo bởi cácxung vuông góc: ngay khi đóng mạch, dòng đạt tới cực đại, còn ngay khi ngắt mạch dònglập tức trở về không Nhưng nếu dòng điện không tăng tức thời như vậy, mà từ từ tăng tớigiá trị cực đại khi đóng mạch thì ta sẽ có một loại xung khác, gọi là xung tam giác Mộtdạng tăng lên khác của dòng khi đóng mạch, vẫn là tăng từ từ nhưng không theo một đườngthẳng mà lại theo một đường cong kiểu e- mũ Khi đó ta sẽ có xung dạng e- mũ hay còn gọi

là lũy thừa

Cách thức tăng cường độ dòng tới cực đại được hiểu là độ dốc của xung Có nhiều cáchnhằm thay đổi dạng xung: thay đổi thời gian tác dụng, thay đổi cường độ dòng và thay đổidạng xung Tác dụng gây co cơ cũng phụ thuộc rất nhiều vào độ dốc của xung

Hình 3.1a) Xung tam giác: thay đổi độ dốc nhờ thay đổi thời gian tác dụng – Thời gian tác dụng củaxung càng dài thì độ dốc của xung càng giảm

b) Xung tam giác: thay đổi độ dốc nhờ thay đổi cường độ - Cường độ xung lớn thì độ dốcxung càng tăng

c) Các kiểu thay đổi độ dốc của xung qua việc thay đổi dạng xung: từ xung tam giác , qua lũythừa ( e- mũ ) , tới xung hình thang rồi hình chữ nhật, trong đó cả cường độ dòng lẫn thờigian tác dụng là không đổi.

Để hiểu rõ vai trò của độ dốc xung trong hiệu ứng kích thích, ta xét kỹ dãy xung ( từ 1 đến10) Điều quan trọng không phải chỉ là bản thân sự co cơ, mà còn là cảm giác bệnh nhân.Với các xung có độ dốc lớn ( xung 8 và xung 9 trong dãy), bệnh nhân cảm thấy dễ chịu hơn,

và từ đó có thể thực hiện một thủ thuật nhỏ: dùng các dạng xung này thì có thể sử dụngcường độ dòng cao hơn một chút.Nếu bây giờ cho dòng điện tăng chậm dần ( độ dốc giảm –chuyển sang các xung 7,6,5,4,3,2 trong hình 3.1) và nếu cấu trúc cơ thần kinh là hoàn toànmạnh khỏe, sự co cơ sẽ yếu dần Như vậy, nếu thời gian tác dụng là như nhau, để có một co

cơ mạnh như nhau, cường độ dòng ở xung tam giác phải lớn hơn cường độ dòng ở xung chữnhật Sự chênh lệch này không nhỏ : từ 2,5 đến 5 lần

Bên cạnh đó,khi độ dốc xung giảm quá giới hạn nào đó, hiệu ứng co cơ cũng sẽ không còn.Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự kích thích của sợi cơ Tính thích nghi chỉ thể hiện

ở những tổ chức cơ – thần kinh mạnh khỏe Trong trường hợp bệnh lý, chẳng hạn thoái hóa,khả năng thích nghi này bị mất đi Đấy là một cơ sở để kích thích co cơ chọn lọc trong việcđiều trị cơ liệt: chỉ cơ tổn thương co, còn ở cơ khỏe mạnh thì không có hiệu ứng

Vì vậy mà có nhiều loại dòng kích thích khác nhau, tùy theo dạng xung , tần số , đôi khiđược gọi tên theo danh tính các nhà khoa học Các tác giả khác nhau cũng có những lựachọn khác nhau khi giới thiệu các dòng này Chẳng hạn như:

- Xung hình sin Diadynamic hay Bernard

bao gồm:

+ Dòng xung một pha cố định 50Hz MF (monophase fixe)

+ Dòng xung hai pha cố định 100Hz DF (diphase fixe)

+ Dòng chu kỳ ngắn CP (courtes périodes): 1giây MF + 1 giây DF

+ Dòng chu kỳ dài LP (longues périodes): 6 giây MF + 6 giây DF

Dòng kích thích tần số thấp là một lựa chọn tốt cho điều trị liệt, nhất là liệt ngoại biên Nónhằm tới các mục đích sau:

1 Ngăn ngừa sự loạn dưỡng và phản ứng thoái hóa do cơ ở trạng thái thiếu vậnđộng

2 Phát triển sự tăng dưỡng bù: dưới tác dụng của kích thích điện, cơ sẽ co dẫn tới

sự tăng tuần hòan máu, khiến sợi cơ được tăng nuôi dưỡng Ngoài ra ở các đơn vị vận độngvẫn còn liên hệ thần kinh với số lượng tế bào nhỏ, các tế bào sừng trước tủy sống tăng về sốlượng Có nghĩa hệ thần kinh đã được tái sinh một phần nhờ điện trị liệu

3 Tái hoạt hóa các chất cơ còn tồn tại Trên thực tế cơ có thể vẫn còn tồn tại nhưngngười bệnh mất mọi cảm giác còn lại sự liên hệ thần kinh tích cực Sự phục hồi thỏa đáng

có thể chỉ xuất hiện sau hàng chục năm Trong trường hợp tái huấn luyện cơ bằng kích thíchđiện có thể dẫn tới việc khôi phục các xung gây co cơ tự phát

4 Loại bỏ các kiểu rung và co cơ không sinh lý thay thế trong quá trình bệnh lý.Các chuyển động này phát triển và có thể trở nên quen thuộc vối người bệnh nếu khôngđược loại bỏ kịp thời

2: Khả năng điều trị giảm đau, giảm trương lực cơ bằng dòng điện tần số thấp:

Ngoài điều trị liệt, dòng kích thích tần số thấp còn được dùng trong vật lý trị liệu nói chung

để điều trị đau, chấn thương thể thao, rối loạn tuần hoàn, rối loạn thần kinh giao cảm… Khả năng điều trị giảm đau,trương lực cơ bằng dòng điện tần số thấp được giải thích bởi cácthuyết sau đây:

- Thuyết cổng kiểm soát của Melzack và Wall: ngăn chặn cơn đau trước khi cảm nhận được

- Thuyết về sự phóng thích endorphine của Sjolund và Ericsson: khi kích thích bởi dòngđiện xung có tần số thấp (dưới 50Hz), cường độ cao, thời gian kéo dài hệ thần kinh trung

ương có thể sẽ phóng thích ra endorphine là các chất giảm đau nội sinh (morphine nội sinh)gây tác dụng giảm đau mạnh và kéo dài

- Thuyết về sự ngưng 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 giaocảm

- Ngoài các cơ chế trên, tác dụng giảm đau của dòng điện xung còn do tác dụng chống viêm,giảm phù nề chèn ép, giảm chuyển hóa các chất trung gian hóa học tại chỗ, tăng cường tuầnhoàn và dinh dưỡng tổ chức