Podstawowe pojęcia związane z elektrycznością
Elektryczność jest jedną z podstawowych form energii w naukach fizyki i może również powodować znaczne efekty w tkankach biologicznych. Ładunek elektryczny jest podstawową właściwością materii, która jest podstawą siły elektromagnetycznej. Istnieją dwa rodzaje ładunków: pozytywny i negatywny. Na najprostszym poziomie ładunki są przenoszone przez elektrony (ujemny) i protony (dodatni) atomu. Ładunki o takim samym znaku odychają się, a o przeciwnym przyciągaja się. Ładunek może przemieszczać się z jednego obiektu do innego.
W przyrodzie obowiązuje zasada zachowania ładunku, niepodzielny jest ładunek elementarny (nośnik elektron i proton) o wartości e=1,602 x 10-19C. W układzie izolowanym elektrycznie całkowita suma ładunków elektrycznych nie może ulec zmianie.
Koncepcja ładunku elektrycznego nie ogranicza się do elektronowego poziomu materii. Jeżeli atom straci elektrony, bez zmiany ilości protonów w jądrze, staje się naładowany dodatnio (kation). Jeżeli atom pozyska elektrony staje się naładowany ujemnie (anion). Atomy pierwiastków, które mają deficyt lub nadmiar elektronów nazywają się jonami.
Siła elektryczna naładowanych cząsteczek jest przenoszona do innych naładowanych cząsteczek poprzez pole elektryczne, które tworzy każdy ładunek wokół siebie.
Napięcie jest to zmiana elektrycznej energii potencjalnej pomiędzy dwoma punktami w polu elektrycznym przez jednostkę ładunku (synomin: różnica potencjału elektrycznego). Jednostka napięcia jest volt (V). 1 volt równa się 1 J (joule) zmienionemu w energię przez ładunek 1 culomba. 1V=1J/1C
Jeżeli istnieje różnica potencjałów, naładowane cząsteczki dążą do ruchu w materii. Substancje, w których ładunki elektryczne umieszczone w polu elektrycznym mają łatwość ruchu, nazywają się przewodnikami.
Tkanki człowieka zawierające naładowane cząsteczki w roztworze (jony sodu, potasu, chloru) są dobrymi przewodnikami, ponieważ jony wykonują wolne ruchy w czasie działania siły elektromotorycznej. Zdolność ruchu jonów w tkanach człowieka nie jest jednakowa we wszystkich tkankach. Mięśnie, nerwy, naczynia krwionośne są dobrymi przewodnikami, natomiast skóra i tłuszcz słabymi.
Izolatory są to substancje, które w przeciwieństwie do przewodników, nie pozwalają na wolne ruchy jonów i elektronów.
Ruch ładunków elektrycznych w przewodniku w reakcji na działanie pola elektrycznego zwany jest prądem. Przewodzenie ładunku elektrycznego przez materię z jednego punktu do drugiego jest transferem energii, która powoduje fizjologiczne zmiany w czasie klinicznego zastosowania stymulacji elektrycznej. Nośnikami prądu są elektrony, jony dodatnie lub ujemne.
Prąd płynie, jeżeli pomiędzy punktami połączonymi przewodnikiem istnieje różnica potencjałów. Prąd jest ścisle definiowany jako ilość ładunku (q), jaki przepłynął poprzez poprzeczny przekrój przewodnika w jednostce czasu. I=Dq/Dt Jednostką natężenia jest 1A (amper)=1C/1s.
Ilość płynącego ladunku jest nie tylko określona przez wielkość napięcia, ale również poprzez relatywną łatwość, z jaką jony i elektrony mogą poruszać się w przewodniku. Ta właściwość przewodnika określana jest jako rezystencja, która określa opór dla ruchu naładowanych cząsteczek w przewodniku. Jednostka oporu jest ohm (W). Związek między napięciem a opornością określający wielkość prądu jest wyrażony w prawie Ohma: I=V/R lub V=IxR
Pojemność elektryczna jest właściwością sytemu przewodników i izolatorów określającą zdolność systemu do przechowywania ładunku.
Na prądy wytwarzane w tkankach biologicznych ma wpływ nie tylko oporność tkanek, ale również ich pojemność elektryczna. Pojemność elektryczna przewodnika równa się stosunkowi ładunku zgromadzonego na danym przewodniku do potencjału jaki ten ładunek wytwarza i wyrażona jest w faradach (F). 1F=1C/1V.
Określenie impendencja opisuje opór dla prądów dwukierunkowych, podobnie jak rezystencja dla prądów jednokierunkowych. Impendecja bierze pod uwagę zwrówno pojemność elektryczną, jak i rezystencję jako przeciwstawianie się ruchowi naładowanych cząsteczek.
Tkanki ludzkie tworzą system oporników i kondesatorów, więc w czasie działania klinicznej elektrostymulacji bardziej odpowiednie jest wyrażanie oporności jako impendencja. Zależy ona od właściwości pojemności elektrycznej tkanek biologicznych, a jej wielkość od częstotliwości zastosowanego prądu. Im wyższa częstotliwość prądu, tym niższa impendencja w tkankach.
Trapeutyczne zastosowanie prądu elektrycznego
Stymulacja za pomocą prądu elektrycznego stosowana jest do badania i leczenia tkanki nerwowej i mięśniowej. Stosowana jest powszechnie w terapii fizykalnej do leczenia różnych stanów patologicznych tkanki nerwowo-mięśniowej, polepszania lokalnego krążenia i zdrowienia tkanek, zmniejszenia bólu, zwiększania zakresu ruchu i siły mięśniowej. Wiele różnorodnych czynników fizykalnych stosowanych w terapii charakteryzuje się bardzo ważną wspólną cechę, czyli zdolnością do przyspieszania zdrowienia uszkodzonych tkanek, choć efekt ten powstaje dzięki różnym mechanizmom.
Podstawowe efekty uzyskiwane w tkankach podczas działania energii elektrycznej obejmują zmiany chemiczne, pobudzanie skurczu mięśnia i zmianę percepcji bólu, grzanie tkanek przez działanie prądu wielkiej częstotliwości (zmiany są na tyle szybkie, że tkanka pobudliwa nie jest w stanie zareagować na nie). Terapia prądem elektrycznym pobudza zdrowienie przez wykorzystanie skutków bioelektrycznych.
Cele elektroterapii: działanie na objawy wtórne choroby lub urazu w celu łagodzenia odczuć bólowych, poprawy ukrwienia, zmniejszenia napięcia mięśni szkieletowych poprzecznie prążkowanych i gładkich, pobudzenia skurczu mięśni osłabionych i odnerwionych oraz osiągnięcia korzystnego punktu wyjścia do rozpoczęcia zabiegów fizjoterapeutycznych.
W organizmach żywych bardzo ważną funkcję spełnia czynność elektryczna komórek, zwana bioelektrycznością. Czynność ta jest odpowiedzialna za pobudliwość komórek nerwowych i mięśniowych. Za transport ładunku elektrycznego odpowiedzialna jest w zasadzie różnica potencjałów elektrycznych. Ładunek elektryczny może być jednak przenoszony łącznie z substancją (np. za pośrednictwem jonów).
Ciało ludzkie jest bogatym źródłem bioelektryczności zawierającym różne źródła i typy elektrycznych potencjałów. Można rozróżnić co najmniej trzy źródła elektrycznego potencjału określane jako: 1. potencjał membranowy (błony komórkowej), 2. potencjał uszkodzenia, 3. potencjał związany z obciążeniem.
Potencjał błony komórkowej jest najłatwiejszym do zarejestrowania bioelektrycznym sygnałem naszego ciała. Najlepszym przykładem jest EKG (prądy serca), EEG (prądy mózgu), EMG (kombinacja elektrycznych prądów w nerwach i mięśniach). Środowisko wewnątrz i zewnątrz komórkowe zawiera cząsteczki naładowane elektrycznie. Zewnętrzna błona oddziela wewnętrzne struktury i zawartość komórki od zewnętrznego otoczenia. Z drugiej strony błona komórkowa posiada potencjał elektryczny, wytworzony przez różnicę stężenia jonów. Najważniejsze elektrolity to Na+, K+. Na+ jest składnikiem płynów zewnątrz komórkowych, K+ wewnątrz komórkowych. Stężenie sodu Na+ jest około 10 razy wyższe w płynie zewnątrz komórkowym niż w jego wnętrzu, a stężenie potasu K+ jest 30 razy wyższe w cytoplazmie neuronu niż w jego otoczeniu. Fakt ten powoduje spolaryzowanie elektryczne (potencjał spoczynkowy) błony komórkowej i pobudliwość elektryczną stanów czynnych np. w komórkach nerwowych. Włókno nerwowe w stanie spoczynku ma różnicę potencjałów błony komórkowej wynoszącą ok.70V, w środku komórka ma negatywny ładunek, na zewnątrz pozytywny.
Impuls nerwowy jest zmianą elektrochemiczną, która rozprzestrzenia się wzdłuż włókna. Depolaryzacja błony komórkowej może być spowodowana bodźcem elektrycznym. Impuls nerwowy płynie w dwóch kierunkach, ale efekt powstaje tylko w jednym (kierunek ortodromowy), w przeciwnym kierunku jest blokowany przez synapsę. Sytuacja taka powstaje ponieważ bodziec elektryczny wyzwala ruch jonów przez tkankę, stąd też przez błonę komórkową. Musi powstać odpowiednia różnica- poza próg wartości ok. 10mV- wyzwalająca impuls nerwowy. Potencjał czynnościowy pojawia się zgodnie z prawem „wszystko albo nic”. Oznacza to, że gdy na skutek stymulacji zmiany elektrotoniczne osiągną w neuronie poziom depolaryzacji krytycznej i powstanie potencjał iglicowy, dalsze pobudzenie nie zmienia w danych warunkach amplitudy powstałego potencjału. Do powstania tej sytuacji konieczna jest minimalna ilość ładunku elektrycznego, aby wyzwolić impuls nerwowy tzn. pewna mała wartość natężenia prądu dla relatywnie długiego impulsu, bądź też duże natężenia prądu dla krótkiego impulsu. Minimalna wartość prądu o długim czasie impulsu niezbędna do wywołania w danych warunkach impulsu nerwowego (reakcja) zwana jest reobazą. Myśl ta jest zilustrowana przez krzywą I\t.
Rysunek 1. Krzywa I/t
Ruch naładowanych cząsteczek powstaje we wszystkich komórkach ciała i jest uważany za bardzo ważną cechę żywych komórek. Ciągły ruch zjonizowanych cząsteczek przez błonę komórkową znany jest jako prąd bioelektryczny (bardzo słabiutki). Wewnątrz komórek znajduje się wiele organelli, specjalnych struktur, które utrzymują funkcje życiowe komórek. Większość z tych organelli ma własne błony, które je oddzielają od innych wewnątrzkomórkowych składników. Prąd bioelektryczny powstaje również przez błonę organelli. Prąd bioelektryczny powstaje w biologicznym zakresie częstotliwości od 0.1 do 250 cyklów na sekundę (Hz).
Potencjał uszkodzenia. Mechanizm produkujący potencjał membranowy i prąd bioelektryczny omówiony wcześniej, jest również źródłem trwałego potencjału, zwanego potencjałem uszkodzenia, gdy normalny potencjał błonowy zostaje przerwany. Kiedy ciało jest w stanie dobrego zdrowia, w naszym organizmie isnieje normalna aktywność hormonalną i bioelektryczną. W razie choroby bądź urazu, dotknięte tkanki oczekują naprawy uszkodzonych struktur. Proces naprawy może być rozpatrywany jako rozszerzenie normalnej aktywności zajętych tkanek. Nowy materiał musi dostać się uszkodzonego obszaru, substancje niepożądane muszą być usunięte, wtedy rozpocznie się resynteza i regeneracja. Wszystkie te procesy są bezpośrednio związane z ruchem naładowanych cząsteczek i z obecnością prądu bioelektrycznego. Zmiana elektrycznego profilu może potrzebować „korekty”, aby proces naprawczy był skuteczny. Niezależnie od obecności potencjału uszkadzającego, tło elektromagnetyczne zajętych tkanek również nie jest prawidłowe. Istnieje możliwość popierania procesów naprawy w dwojaki sposób, to znaczy dzięki zastosowaniu terapeutycznego pola elektromagnetycznego lub terapeutycznych prądów elektrycznych.
Potencjał powstający w wyniku obciążenia. Mechaniczny wysiłek i deformacja ma zdolność wytworzenia zmian w potencjale elektrycznym związanym z tkankami niepobudliwymi takimi jak: kości, chrząstki, tkanka kolagenowa. Potencjał ten ma inne źródło aktywności błony komórkowej niż omówione poprzednio. W rzeczywistości są one niezależne w „żywym” systemie komórek i są cechą aktualnej fizycznej struktury tkanki. Najbardziej znany jest potencjał związany z działaniem siły na kość. Potencjały są wytwarzane przez efekt piezoelektryczny jako funkcja fizycznej struktury tkanki. Potencjały te produkowane są w tkankach żywych i martwych. Powstają, gdy na tkanki działa zmienne, mechaniczne obciążenie. Podobne potencjały powstają w czasie działania ciepła na tkanki (skutek). W dodatku efekt piezoelektryczny powstaje w kilku tkankach w wyniku działania pola elektrycznego.
Tkanki naszego organizmu ze względu na reagowanie na bodziec zewnętrzny dzielą się na dwie grupy: tkanki pobudliwe i niepobudliwe.
Do tkanek pobudliwych należą: komórki nerwowe wszystkich typów, aksony nerwów wszystkich typów, włókna ruchowe, autonomiczne włókna nerwowe, włókna mięśnia sercowego, komórka organów jamy brzusznej, komórki produkujące wydzieliny gruczołów. Do tkanek niepobudliwych należą: kości, chrząstka, tkanka kolagenowa, ścięgna, więzadła. Kiedy tkanka pobudliwa jest stymulowana zwykle obserwowalna jest reakcja pacjenta. Reakcja może być czuciowa, ruchowa, wydzielnicza lub gruczołowa. Reakcja czuciowa tkanki pobudliwej zależy od różnych czynników związanych z charakterystyką bodźca elektrycznego. Do czynników wrunkujących reakcję tkanek pobudliwych na prąd zalicza się nastepujące parametry:
1. Natężenie: niskie natężenie powoduje delikatne mrowienie, zwiększanie natężenia mocniejsze mrowienie, nawet bolesne odczucia. Włókna bólowe pobudzane są wyższym natężeniem, gdyż próg pobudzenia tych włókien jest wyższy niż pozostałych włókien. Natężenie mierzone jest w mA ( lub mA) i określa aktualną ilość elektryczności płynącą przez tkanki, prąd średni (ilość na jednostkę czasu) lub szczytowy (najwyższe natężenie w czasie trwania każdego impulsu).
Rysunek 2. Wykresy krzywej i/t dla różnych włókien mięśniowych.
2. Czas trwania impulsu, jest to długość czasu w jakim prąd przepływa przez tkankę pacjenta. Mierzony jest w milisekundach lub w mikrosekundach. Im dłuższy czas impulsu tym mniejszy komfort odczuć pacjenta.
3. Częstotliwość określa ilość impulsów na sekundę, zwykle ilość cyklów na sekundę (Hz). Nerwy i mięśnie mają różnorodną wrażliwość na bodziec elektryczny. Tkanka nerwowa jest bardziej wrażliwa na bodziec elektryczny niż tkanka mięśniowa. Z tego względu aktywność ruchowa i wydzielnicza powstaje w wyniku stymulacji elektrycznej nerwów zaopatrujących te tkanki. Nerwy maja różnorodną charakterystykę fizyczną i czynnościową. Głównym efektem działania bodźców o określonej częstotliwości będzie różnorodne stymulowanie różnych nerwów w danej populacji. Częstotliwość około 100Hz i wyższa stymuluje grube nerwy czuciowe bardziej niż cienkie, natomiast częstotliwość poniżej 30 Hz cienkie, bólowe i autonomiczne.
4. Kształt impulsu: trójkątny, prostokątny, sinusoidalny, trapezowy.
5. Polaryzacja. Każdy bodziec elektryczny dostarcza do tkanki ładunek pozytywny lub negatywny w zależności od ładunku jaki posiada. Negatywny ® nadmiar elektronów, pozytywny ® brak elektronów po poszczególnymi elektrodami. Bodziec w postaci impulsu elektrycznego ciągle wytwarza pozytywne i negatywne ładunki (galwanizacja) lub składa się z impulsów o dodatnich lub ujemnych ładunkach (fazy w prądzie przemiennym). Efekt polaryzacji określa skutek w tkankach pod elektrodami: katoda: tendencja do depolaryzacji, martwica rozpływna, łagodne przekrwienie, substancje zasadowe. Anoda: hyperpolaryzacja, stwardnienie tkanek, łagodne przekrwienie, substancje kwasowe.
6. Kierunek przepływu: przyjęto ruch ładunków dodatnich do ujemnych. Po odkryciu elektronów uznano iż prąd płynie od bieguna ujemnego do dodatniego.
STYMULACJA NERWÓW I MIĘŚNI
Wszystkie stymulatory tkanki nerwowej (oprócz implantowanych) są w rzeczywistości przezskórnymi elektrycznymi stymulatorami nerwów (TENS), ale termin ten zastał zarezerwowany dla aplikacji przez zminiaturyzowane aparaty zasilane bateriami, a stosowane do stymulacji nerwów czuciowych w kontroli bólu. Takie nazwy jak prąd faradyczny, sinusoidalny, diadynamiczny i akomodacyjny używano do wyszczególnienia pewnych kształtów pulsów i wskazania określonych skutków ich działania. Bardzo ważne jest zrozumienie skutków działania elektrycznych ładunków na tkanki. Zależą one od zakresu zmian impulsu:
1. Jeżeli nie ma zmian, lub są one bardzo powolne i prąd płynie w jednym kierunku, miarowy przepływ jonów do i z tkanek powoduje zmiany chemiczne w miejscu połączenia elektrody z tkanką.
2. Jeżeli zakres zmian jest szybszy i impuls wystarczająco długi równowaga jonowa pobudliwej błony komórkowej jest zaburzona wywołując stymulację nerwów i mięśni. Jeżeli prąd ma jeden kierunek przepływu, jego działanie obejmuje zmiany chemiczne, jeśli jest to prąd równo zmienny, zmiany chemiczne nie występują, gdyż są anulowane, w czasie, gdy prąd płynie w przeciwnym kierunku.
3. Jeżeli zakres zmian jest bardzo szybki, nie ma odpowiedniej ilości czasu, aby powstało pobudzenie błony komórkowej. Tak duży prąd stosowany jest do wytwarzania ciepła w tkankach.
Powyższe zmiany zależą oczywiście od natężenia prądu, im wyższe natężenie tym większe skutki działania. Natężenie determinuje również siłę pojedynczego pulsu, aby była ona wystarczająca do wywołania impulsu nerwowego: krótki impuls- niskie natężenia® nie ma reakcji; krótki impuls- wysokie natężenie®występuje reakcja.
Pojedyncze impulsy mogą być opisane przez:
1. czas trwania impulsu w sec, ms, ms
2. natężenia w mA, V
3. kształt- zakres wzrostu i spadku natężenia, czyli jak natężenia zmienia się w czasie.
Określenie szczyt natężenia prądu odnosi się do najwyższego prądu, który powstaje w czasie impulsu. Jeżeli weźmiemy pod uwagę serie impulsów, to ich ocena może być wyrażona w ilości impulsów na sekundę lub jako częstotliwość impulsów w Hz (jednostka czasu przez okres). Uwagi te dotyczą prądu o jednym kierunku przepływu.
Wiele prądów stosowanych terapeutycznie jest prądami dwufazowymi. Prąd przechodzi najpierw w jednym kierunku, potem w przeciwnym. Impulsy mogą mieć różnorodny kształt, czas przerwy, formę ciągłą lub wybuchową.
RODZAJE PRĄDÓW STOSOWANYCH W ELEKTROTERAPII
Prąd stały galwaniczny
Przerywany prąd stały: daję serie impulsów lub faz, o pewnym kształcie, powtarzający się z pewną częstotliwością. Ustalony czas trwania impulsu, kształt i częstotliwość mają określone nazwy.
Długi czas trwania impulsu (1ms lub więcej)
· impuls prostokątny: są to impulsy o czasie trwania między 1ms a 600ms oddzielone przerwą od 1ms do kilku sekund, mogą stymulować nerwy ruchowe i mogą być stosowane do stymulacji odnerwionych mięśni.
· impulsy akomodacyjne: trójkątne, trapezoidalne, wolnowzrastające- synonimy impulsów eksponencjalnych. Relatywnie długi czas trwania impulsu (600 do 1000ms) czas przerwy od pół do kilku sekund. Stosowany do selektywnej stymulacji tkanki mięśniowej (różnica między akomodacją mięśni i nerwów).
Krótki czas trwania pulsu (1ms i mniej)
· Prądy typu faradycznego: impuls o czasie 0,1-1ms, powtarzany z częstotliwością 30-100Hz. Przy częstotliwości 100Hz cykl wynosi 10ms, wtedy czas pulsu=1ms, a czas przerwy=9ms. Impulsy te mogą mieć jeden kierunek przepływu (przerywany prąd stały o krótkim czasie pulsu) lub mogą być również dwufazowe. Oryginalnie prąd powstawał w zwoju faradycznym, nierównozmienny, nierówny w kształcie®skurcze tężcowe®faradyzm.
· TENS-impulsy jednofazowe lub w większości dwufazowe, symetryczne i asymetryczne w kształcie, czas pulsu 0,01-0,3ms, częstotliwość 2-200Hz , najczęściej stosowana do 100Hz.
Prądy równo zmienne (przemiennie zmienne)
· Prądy sinusoidalne: fala w kształcie sinusoidy, przy f=50Hz®100 impulsów, fazy po 10ms każda, 50 w jednym kierunku i 50 w drugim kierunku. Stymuluje nerwy ruchowe i czuciowe (napięcie prądu stosowanego terapeutycznie ok. 80V).
· Prądy diadynamiczne: wyprostowany, sinusoidalnie zmienny prąd of=50Hz lub 100Hz o czasie impulsu 10ms oraz ich kombinacje. Stosowany głównie w Europie.
· Prądy „rosyjskie”: prąd zmienny o sinusoidalnej fali o f=2500Hz zastosowany w 50 wybuchach na sekundę tj. 10ms wybuchów w 25 cyklach każdy, 10ms przerwy między nimi. Każdy dwufazowy impuls trwa tylko 0,4ms potrzebuje prądu o wysokim natężeniu, aby wywołać skurcz mięśni .
· Prądy interferencyjne: prądy zmienne o f=4000Hz (lub wyższej w zależności od producentów). Kiedy dwa obwody prądy o niewielkiej różnicy częstotliwości działają w tym samym czasie i w tym samym miejscu, powstaje trzeci prąd umożliwiający różny poziom stymulacji.
Prądy wielkiej częstotliwości: zbyt szybkie zmiany, aby mogły stymulować nerwy lub mięśnie, wytwarzane jest ciepło.
PRĄDY NISKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI 0-1000Hz (typu faradycznego, TENS, sinusoidalne, diadynamiczne)
PRĄDY ŚREDNIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI 1000Hz-100000Hz (interferencyjne (techniki dwupolowe [premoduowany] i czteropolowe [klasyczna interferencja, dipol vector, izoplanar], prądy falujące, rosyjska stymulacja, impulsowy jednokierunkowy sredniej częstotliwości)
PRĄDY WIELKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI 100000Hz i więcej (diatermia krótkofalowa)
Efekty działania bodźca elektrycznego na tkankę
W czasie przepływu prez tkanki prądu niskiej i średniej częstotliwości możemy zauważyć dwie grupy skutków jego działania:
· efekty działania na tkankę pobudliwą ( nerwy i mięśnie) są dobrze udokumentowane i obejmują wiele efektów pośrednich np. modyfikację percepcji bólu w CUN oraz wyzwalanie skurczu mięśni jako następstwo stymulacji włókna nerwowego. Istnieją również dowody na to, że prąd stały działający na tkankę wpływa na jej wzrost i metabolizm (elektroterapia powodujące prawidłowe odżywianie®eutroficzna, nerw kieruje syntezą białek i utrzymuje prawidłowe właściwości błony komórkowej). Nerwy obwodowe składają się z wielu włókien- wypustek komórki nerwowej- czuciowych (aff.) i ruchowych (eff.). Włókna ruchowe są aksonami komórek w rogu brzusznym (przednim) rdzenia kręgowego (komórki rogu przedniego), podczas gdy komórki nerwów czuciowych znajdują się w zwoju korzenia grzbietowego (tylnego). Nerwy ruchowe do mięśni szkieletowych i nerwy czuciowe są grubymi, mielinizowanymi włóknami szybkoprzewodzącymi. Większość włókien nerwów obwodowych to niemielinizowane, wolnoprzwodzące, cienkie włókna nerwowe. Większy procent stanowią włókna C przewodzące ból, inne to autonomiczne włókna nerwowe.
· efekt działania na tkanki niepobudliwe na poziomie komórki jest w mniejszym stopniu rozpoznany i zrozumiany. Istnieją dowody na to, że przerywany prąd stały może przyspieszyć gojenie skóry i innych tkanek (np. tkanka łączna). Sugeruje się również, że prądy te mogą pobudzić komórkowy metabolizm prowadzący do zmian na poziomie mikrokrążenia tętnic, żył i naczyń limfatycznych. Niestety nie ma istotnych dowodów potwierdzających tę tezę.
W celu dostarczenia bodzica elektrycznego do tkanek konieczny jest kompletny obwód elektryczny (2 elektrody z odpowiednim materiałem przewodzącym, przymocowane do skóry). Efekty będą widoczne, jeżeli gęstość prądu jest odpowiednio wysoka pod aktywną -mniejszą elektrodą. Konsekwentnie skórne włókna nerwowe będą pobudzane najwcześniej, a zwiększając gęstość prądu będą pobudzane głębiej położone włókna nerwowe. Włókna czuciowe i ruchowe są grubymi, mielinizowanymi i szybkoprzewodzącymi włóknami, dlatego też są wcześniej stymulowane niż cienkie włókna bólowe. Najpierw więc stymulowane są (niska dawka prądu) włókna czuciowe w skórze, które normalnie przewodzą dotyk, temperaturę i ucisk. Pacjent czuje delikatne „kłucia” w wyniku szybko powtarzającej się stymulacji receptorów dotyku. Dalsze zwiększenie natężenia prądu wyzwala większe odczucie „mrowienia” i ewentualnie wyzwala skurcze mięśni. Określenie stymulacja mięśni stosowane jest dla wygody. Prąd stymuluje włókna nerwowe ruchowe, które przewodzą impuls nerwowy do stymulowanych mięśni.
Penetracja impulsu elektrycznego przez tkanki
Oporność skóry jest bardzo duża dla prądu stałego i dla przerywanego o długim czasie impulsu, dużo większa niż innych tkanek. Oporność skóry zmniejsza dla prądu przerywanego o krótkim czasie impulsu. Dla pulsu o czasie trwania 10ms oporność skóry wynosi około 1000W a dla pulsu 0,1ms tylko 50W. Dzieje się tak dlatego, że skóra działa jak kondensator, który daje mniejszą oporność dla krótkiego czasu pulsu, tak jak przy prądach średniej częstotliwości. Rozprowadzanie prądu o krótszym czasie impulsu przez tkankę jest tutaj bardziej równe, więc efektywnie penetruje on głębsze tkanki. W konsekwencji głębiej położone nerwy (ruchowe) są łatwiej stymulowne przez krótki impuls. Większość prądów z dłuższym czasem impulsu używana jest głównie do stymulacji nerwów czuciowych.
CHARAKTERYSTYKA PRĄDÓW STOSOWANYCH W TERAPII FIZJOLOGICZNE EFEKTY ICH DZIAŁANIA
Prąd stały (galwaniczny)
Cechy prądu:
· ciągle płynie w jednym kierunku
...
fizjo_terapia