Đồ án Thiết kế máy điện châm dùng dao động nghẹt

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 ngoài. Có khá nhiều phương án khác nhau về loại mạch này, song ở đây ta chỉ xét một loại thông dụng nhất là đa hài đợi ghép cực phát. Sơ đồ nguyên lý được vẽ ở hình dưới. Ban đầu, T1 tắt còn T2 thông vì trên cực gốc của T2 được truyền đến thiên áp do nguồn Ec cung cấp qua Rb2. Để dạng xung ra được tốt và ổn định T2 khi thông phải công tác ở chế độ bão hoà. Nếu coi T2 là ngắn mạch thì sơ đồ tương đương của tầng khuếch đại chứa T2 có dạng như sau: Theo sơ đồ tương đương này ta xác định được dòng cực gốc Ib20 Ib20 = ở đây chỉ số “0” biểu thị các mức dòng điện và điện áp ở trạng thái ban đầu của mạch điện. - Quá trình đột biến và tạo xung. Để kích thích sơ đồ chuyển sang trạng thái cân bằng không ổn định có thể dòng xung âm kích thích vào cực gốc T1 hoặc xung dương vào cực gốc T2. Dùng xung (-) kích thích vào cực gốc T1 ở (Hình a) khi đó xuất hiện quá trình đột biến lần 1. Sau quá trình này mạch chuyển trạng thái, T1 thông, T2 tắt. Khi đó tụ C phóng điện qua T1 theo mạch: + C à Rb2 à - Ec à + Ec à Re à T1 à - C Do sự phóng điện của tụ C trên điện trở Rb2 hình thành một điện áp dương đưa vào cực gốc T2 và giữ cho nó tắt trong một khoảng thời gian nào đó do hằng số thời gian của mạch phóng quy định. Do sự giảm dần của dòng điện phóng của tụ C, điện áp Ube2 trên cực gốc T2 bớt (+) dần và khi nó đạt trị số điện áp thông của T2 ở mạch vào, thực tế là bằng 0 thì T2 bắt đầu thông, chấm dứt quá trình tạo xung. - Quá trình đột biến l2 và hồi phục. Khi điện áp Ube2 = 0, T2 ban đầu thông và xuất hiện quá trình đột biến l2 tương tự như đã trình bày trong sơ đồ dòng đèn điện tử. Tiếp đó là quá trình hồi phục của sơ đồ và tụ C được nạp điện theo mạch: + E à Rc à (mạch phát - gốc T2) à C à Rc1 à - Ec Hằng số thời gian mạch phóng của tụ C có thể xác định được khi căn cứ vào sơ đồ tương đương (Hình c) khi thành lập sơ đồ tương đương này ta đã giả thiết T2 ngắn mạch khi thông ở chế độ bão hoà và bỏ qua R giữa cực phát và cực góp T1 khi tắt. Ta có tn = C (Rc1 + R) Trong đó R = Rc2 // Re // Rb2. Bởi vậy khoảng thời gian hồi phục có thể tính theo công thức thp ằ 3t = 3C (Rc1 +R) Muốn mạch làm việc được bình thường thì quá trình hồi phục phải kết thúc trước khi có xung kích thích tiếp theo. Nếu gọi chu kỳ xung kích thích là Tkt thì chu kỳ xung kích thích phải thoả mãn điều kiện Tkt ³ tx + thp, với tx là độ rộng xung ra. 5.1.2.4- Dao động nghẹt. Là mạch tạo xung hẹp có sườn dốc và hệ số rỗng có thể lớn hơn (Qx ằ 10 á 1000). Trên nguyên lý là một mạch khuếch đại có HT (+) sâu thông qua biến áp dùng lõi sắt không bão hoà hoặc lõi ferit có đặc tính từ trễ vuông góc. Dao động nghẹt cũng có thể làm việc ở trạng thái tự dao động hoặc dao động đợi. a, Dao động nghẹt cực phát chung (A.C) Trạng thái ban đầu: Lấy thời điểm khi điện áp cực gốc Ub từ chiều dương giảm xuống và đạt trị số điện áp ngưỡng Ung làm xuất phát điểm lúc đó tranzitor chuyển từ trạng thái cắt dòng qua trạng thái thông, dòng cực góp ic bắt đầu xuất hiện. Quá trình đột biến và xuất hiện sườn xung. Dòng cực góp có một gia tăng ban đầu, thông qua biến áp ghép về cực gốc một gia tăng của điện áp U2 về trị số tuyệt đối có dấu âm đặt vào phía cực gốc, làm cho dòng ib được gia tăng, theo đó dòng cực góp lại thêm một gia tăng mới (Dic)1 (Dic)1 = b(Dib)0 (Dic)1 do hồi tiếp lại gây ra gia tăng mới cho ib và cứ như thế tiếp tục, nếu sự gia tăng sau của dòng cực gốc lớn hơn sự gia tăng trước sẽ xảy ra hiện tượng đột biến, điều kiện đột biến là (Dib)1 > (Dib)0. Đây là quá trình đột biến thuận xảy ra trong quá trình tăng nhanh chóng của dòng cực góp ic nghĩa là quá trình thiết lập sườn trước của xung và cũng là thời gian tranzitor chuyển từ trạng thái bão hoà về trạng thái cắt dòng, quá trình đột biến ngược nghĩa là quá trình thiết lập sườn sau của xung. Nguyên lý làm việc của mạch điện cũng tương tự như đã phân tích trong quá trình thuận. Tóm lại quá trình đột biến xảy ra trong khoảng thời gian tranzitor chuyển từ trạng thái cắt dòng qua trạng thái bão hoà (tới hạn bão hoà) hay ngược lại từ trạng thái tới hạn bão hoà qua trạng thái cắt dòng. Độ lâu của quá trình đối với tranzitor đóng mở chậm (tranzitor khuếch tán) chủ yếu do quy luật quá độ hình thành dòng ic khi có tác động của một đột biến ib ở cực gốc tranzitor Quá trình hình thành đỉnh xung sau khi kết thúc sườn trước của xung tranzitor ở vào trạng thái bão hoà. Trên cuộn dây sơ cấp Wc của biến áp đặt một điện áp: U1 = - Ec - Uc ằ - Ec vì lúc đó Uc ằ 0, dòng tụ hoá J bắt đầu tăng kéo theo sự biến thiên của ic(t) mặt khác ic(t) biến đổi tuỳ thuộc ib(t) thông qua hiện tượng xảy ra bên trong tranzitor, còn ib(t) lại phụ thuộc vào sự thay đổi điện áp trên tụ C trong giai đoạn này. Tóm lại khởi điểm của quá trình hình thành đỉnh xung là lúc kết thúc sự đột biến, tranzitor bắt đầu chuyển sang trạng thái bão hoà, sau đó do quá trình mạch điện (dòng j trong i) làm tăng ic kéo theo sự thay đổi điện tích tới hạn Qth. Mức điện tích tới hạn Qth tuỳ thuộc dòng ic nếu ic biến đổi theo t thì Qth cũng là một hàm theo t. Qth là lượng điện tích trong cực gốc, xác định trạng thái bão hoà tới hạn của tranzitor, nghĩa là nếu điện tích tích luỹ trong cực gốc lớn hơn Qth tranzitor sẽ ở trong trạng thái bão hoà, nếu bé hơn Qth, tranzitor sẽ ở trong chế độ làm việc bình thường (chế độ khuếch đại). Quy luật biến đổi điện tích Q(t) trong cực gốc phụ thuộc dòng cực gốc ib(t). Trong thời gian đột biến, điện tích được tích luỹ trong cực gốc và trong suốt thời gian hình thành đỉnh xung điện tích đó sẽ tiêu tan dưới tác động của độ tăng dòng cực góp và sự suy giảm dòng cực gốc. Khi Q(t) bằng Qth tranzitor chuyển sang trạng thái bão hoà tới hạn và kết thúc quá trình hình thành đỉnh xung. Như vậy trong thời gian hình thành đỉnh xung xảy ra hiện tượng đồng thời và có sự ràng buộc lẫn nhau: Một là sự biến đổi dòng áp trong mạch điện thông qua sự biến đổi năng lượng trong các cuộn dây và tụ điện, hai là sự biến đổi điện tích trong cực gốc tranzitor. - Quá trình hồi phục: Xảy ra khi điện áp cực gốc do quá trình đột biến ngược đã dương hơn mức ngưỡng TR ở trạng thái cắt dòng. Trong toàn bộ một chu trình dao động quá trình này tương đối dài hơn cả và chia làm hai giai đoạn hoặc nói một cách chính xác hơn xảy ra hai hiện tượng đồng thời có tác động tổng hợp lên cực gốc của TR, một là hiện tượng dao động của mạch cộng hưởng gồm các thông số cuộn dây thứ cấp Lb và các tụ điện ký sinh C0b mắc song song, thông thường hiện tượng này được khắc phục bằng cách nối tắt cuộn dây sơ cấp Wc = 1Đ có chiều thích đáng, như vậy sẽ làm cho dao động suy giảm rất nhanh và chỉ gây trên cực gốc TR một bướu dương điện áp Ub.Hai là sự phóng điện của tụ C qua Rb và Lb về nguồn - Eb, quá trình này xảy ra khá chậm nên trong thời gian đó có thể xem Lb ngắn mạch hằng số thời gian mạch điện trong quá trình hồi phục bằng CRb. b, Dao động nghẹt cực phát chung ở chế độ chờ. Sơ đồ loại mạch này không khác sơ đồ dao động ở chế độ tự kích. Điều khác biệt duy nhất là thay đổi nguồn - Eb bằng một nguồn (+) Eb đảm bảo điều kiện sau khi có xung kích thích mạch dao động và trở lại trạng thái ổn định ban đầu nhờ một xung bên ngoài tiếp theo đến kích thích. Trong khoảng thời gian giữa hai xung dao động điện áp đặt lên cực gốc của TR Ub phải ³ điện áp cắt dòng của cực gốc Ubcắt. Điều kiện này có thể viết như sau: Eb - Ic0Rb ³ Ubcắt (Ubcắt >0). Phương pháp kích thích mạch dao động chờ có nhiều cách, trong đó những cách hay được dùng là phương pháp kích thích qua một cuộn dây W0 riêng trong biến áp hồi tiếp. Như vậy xung kích thích có thể lấy dấu bất kỳ. Cách kích thích khác trực tiếp đưa vào cực góp qua tụ phân cách Cp và điot cách ly Đ. Trường hợp này xung kích thích Uv(t) phải có dấu (+). Sau khi được kích thích TR thông dòng, dòng cực góp tăng nhanh chóng điện áp Uc tiến nhan đến 0 và vượt quá điện áp ở anot của Đ làm cho Đ cắt dòng và cách ly được nguồn kích thích với mạch dao động. Phương pháp kích thích khác nữa được vẽ ở hình trên xung kích thích có dấu (-) thông qua mạch tải cực phát của T1 đưa trực tiếp và cực gốc T2 của mạch dao động. Nhờ mạch tải cực phát dòng kích thích ib T2 sẽ làm tăng tốc độ chuyển biến. Đến khi Ub(t) lớn hơn Uv(t) về trị số tuyệt đối, T1 cắt dòng và do đó cách ly nguồn kích thích với mạch dao động. Cũng nhờ tải cực phát có điện trở ra bé nên thời gian hồi phục của dao động rất nhanh nhưng đồng thời cũng gây ra một nhược điểm là điện trở ra của tải cực phát có thể bé hơn điện trở tới hạn của mạch dao động LbC. Dòng điện phóng của tụ C có thể dao động và kích nhầm T2 ở bán chu kỳ thứ 2. Để khắc phục tình trạng này, cần mắc thêm trong mạch phóng điện của tụ C một điện trở R. c, Mạch dao động gốc chung (B - C) Mạch dao động nghẹt chế độ chờ có sơ đồ TR gốc chung vẽ trong hình. - Khi có xung kích thích đưa đến mức ngưỡng mở thông TR, bắt đầu phát sinh hồi tiếp (+) qua biến áp. Sự tăng dòng ie dẫn đến gia tăng dòng ic và nếu chúng ta bỏ qua sự biến đổi của dòng từ hoá, cũng như dòng tải trong thời kỳ chuyển biến, do hồi tiếp Dic sẽ kéo theo gia tăng dòng cực phát một lượng. Dic = ; n = là hệ số biến áp. Tiếp sau đó ic lại có một gia tăng mới bằng . Hệ số khuếch đại mạch vòng K0 = , nếu K0 >1 sẽ xảy ra hiện tượng đột biến nghĩa là điều kiện để xảy ra đột biến như sau: a > n Nếu để ý đến dòng tải thì điều kiện đột biến trở thành a > n(1 + ) a luôn nhỏ hơn 1, để thoả mãn điều kiện trên hệ số biến áp n phải nhỏ hơn 1 hoặc We < Wc. - Rv của mạch BC nhỏ hơn nhiều so với Rv của mạch EC nên mạch TR gốc chung có thể tạo xung hẹp hơn so với mạch phát chung. - Dòng Ie0 ở chế độ cắt dòng trong mạch BC < Ie0 trong mạch EC do vậy dễ dàng thoả mãn điều kiện Ic0R0 << Ec và có thể bỏ qua khi tính đến thời gian hồi phục của dao động nhờ đó tính ổn định tần số (chu kỳ lặp lại) của xung trong mạch dao động TR - BC cao hơn mạch EC. - Độ rộng sườn xung ts trong mạch dao động BC lớn hơn trường hợp dòng mạch EC vì muốn sườn xung thiết lập nhanh phải hồi tiếp (+) sâu, với mạch dao động BC điều đó có nghĩa là chọn hệ số n << 1 nhưng làm như vậy sẽ dẫn đến hậu quả là chịu ảnh hưởng của các điện dung ký sinh của biến áp một cách rõ rệt. d, Mạch dao động nghẹt không có CRb. Sơ đồ mạch này được vẽ ở như sau: Mạch này còn được gọi là mạch dao động L. Quá trình hình thành đỉnh xung và quá trình hồi phục đều dựa trên quy luật biến đổi của dòng từ hoá trong cuộn dây biến áp. tx ằ và thp = tb ằ 2p ằ 3 Trong đó Rth là điện trở tới hạn của khung dao động LbC0b. Rth = Thông thường loại dao động L thường dùng biến áp có đặc tính từ trễ vuông góc. 5.1.3-/ Khối chỉ thị: Có thể sử dụng đèn Led hoặc bằng loa có công suất cỡ vài trăm W nhưng dùng điot phát sáng Led thì đơn giản, thuận lợi hơn. Loại đèn này có những giá trị riêng biệt là: - Điện áp thuận danh điện mà Led sáng (điển hình 1,5 á 2V). - Dòng thuận danh định của Led tại điện áp thuận đã định dòng. - Dòng thuận cực đại đã định. - Điện áp ngược cực đại thường là 2V. Ngoài ra để đèn có thể làm việc được trong mạch điện DC đòi hỏi một điện trở “bì” để sụt áp đến điện áp thuận danh định. Những điều lợi đặc biệt của Led là chúng chỉ yêu cầu điện áp thấp, chuyển mạch nhanh và có thể chế tạo với kích thước rất bé nếu yêu cầu. 5.1.4-/ Điều chỉnh. Gồm có các chiết áp hay còn gọi là điện trở biến đổi chúng thường được cấu tạo bằng một phần tử điện trở có dạng một cung 2700 nối với một cần con chạy và quay được bằng một trục ở giữa. Chiết áp có ba đầu nối ra ngoài, hai đầu mút nối với phần tử điện trở và đầu giữa nối với con chạy. Phần tử điện trở có thể bằng than hoặc dây điện trở quấn. Chiết áp than thường ứng dụng thích hợp nhất trong các mạch công suất thấp với các trị số điện trở thấp. Các chiết áp dây quấn có công suất danh định cao. Dung sai các chiết áp thường từ 10% á 20% nhưng có thể thấp hơn với các chiết áp chính xác. 5.2-/ Các thông số kỹ thuật. - Dải tần làm việc f = 0,5 - 70Hz. - Biên độ xung ra: 0 - 100V. - Nguồn cung cấp: pin hoặc điện xoay chiều lấy từ lưới điện. - Dòng tiêu thụ: 80mA. 6-/ an toàn điện và đặc trưng của kết cấu thiết bị điện châm. 6.1-/ An toàn điện. Bất cứ một nhà thiết kế nào khi thiết kế thiết bị điện châm cũng như tất cả các dụng cụ trong lĩnh vực điện tử y sinh khác cần phải giải quyết 2 vấn đề phổ biến là đảm bảo an toàn điện khi sử dụng và thiết bị phải phối hợp với các đặc trưng riêng của môi trường y tế. Các giới hạn về an toàn điện cho bệnh nhân khi tiếp xúc với các dụng cụ điện tử dùng trong khám, chữa bệnh đã từ lâu được xây dựng thành các hệ thống tiêu chuẩn chung áp dụng trong từng quốc gia và quốc tế. Theo tiêu chuẩn này những giới hạn dòng dò nguy hiểm của các thiết bị đối với người bệnh được đánh giá theo hàng loạt các điều kiện cụ thể như: phương pháp do dụng cụ, các đặc trưng của tác nhân gây nguy hiểm, tần số dòng điện nguồn và bản chất của các phương pháp tiếp xúc với người bệnh. Bảng dưới đây tổng kết các giới hạn phương pháp cho phép của các máy điện châm thông dụng với tần số khảo sát trong khoảng 0 - 990Hz. Tiêu chuẩn Kiểm tra trên thỏ Kiểm tra 20Hz: An toàn Co giật theo nhịp kích thích. Từ ít đến nhiều bó cơ Nhân Trung - Bách hội Vỏ não 20 - 50 Hz: Quá ngưỡng Co giật mạnh, cắn chảy máu, chảy nước mắt, các ngón chi xòe. Rối loạn vặn mạch vành tai. Phong trì - phong trì Đại bao - trước ngực Hành thủy tim 50 - 100Hz Không an toàn Co cứng toàn thân. Đồng tử co hoặc giãn. Môi tím nhợt Nội quan - Nội quan qua tim 990 H Nguy hiểm Ngừng hô hấp ngừng tim Đại trường du - Đại trường du tủy Các giá trị chuẩn này đều được xây dựng dựa trên các ngưỡng của các sợi thần kinh và dựa trên các phản ứng tức thời của cơ thể. Khi áp dụng tiêu chuẩn về an toàn trong thiết kế các dụng cụ điện tử y tế cần phải đặc biệt lưu ý đến các đột biến xảy ra trong quá trình hoạt động của thiết bị cũng như các đặc điểm sinh lý không bình thường của cơ thể bệnh nhân. 6.2-/ Đặc trưng của kết cấu thiết bị điện châm. Do môi trường y tế có những đặc điểm riêng nên các thiết bị y tế phục vụ trong y học phải được chú ý khi thiết kế để đảm bảo tuổi thọ tin cậy và chính xác khi hoạt động. Ngoài những yêu cầu chung cho các thiết bị điện tử trong môi trường công nghiệp, thiết bị điện châm còn phải thoả mãn các yêu cầu sau về kết cấu và lắp ráp linh kiện. - Phải có kích thước và trọng lượng phù hợp. - Các kẹp điện cực phải chặt và không bị tuột xuống tiếp xúc với da bệnh nhân. - Dây dẫn bảo đảm không bị hở, đứt, có vỏ nhựa bọc ở ngoài. 7-/ Chỉ định và phản chỉ định. ở đây ta chỉ có thể nêu một cách khái quát vì về chi tiết có thể có chỉ định đối với mỗi loại dòng xung, phản chỉ định cũng như vậy. 7.1-/ Chỉ định. - Giảm đau, điểm đau, vùng tăng cảm, đau khớp, đau lưng. - Một số bệnh liên quan đến thần kinh, vận mạch, loạn dưỡng Sudeck, bệnh Buerger, thần kinh ngoại vi, teo cơ... - Kích thích thần kinh cơ: giảm sức cơ, bại, liệt, kích thích cơ trơn bị liệt (đại tiểu tiện mất tự chủ, tăng vận động dạ dày, viêm tử cung). - Viêm mãn, làm lành vết thương. 7.2-/ Phản chỉ định. - Người mang máy tạo nhịp tim (pacemaker) - Mất cảm giác vùng điều trị. - Có các khối u, đang sốt cao. - Vùng có viêm tắc mạch. - Đang chảymáu hoặc đe dọa chảy máu. - Không để dòng điện xung qua tim, bào thai, mắt, vùng có kim loại (đinh, nẹp, mảnh đạn...) - Thận trọng khi điều trị qua não. - Người không chịu được dòng điện xung, mẫn cảm với dòng điện xung. 8-/ Ưu nhược điểm của kích thích điện lên huyệt. 8.1-/ Ưu điểm. Ưu điểm đầu tiên ta dễ dàng nhận thấy đó là ngoài tác dụng của châm kim, còn có thêm tác dụng của dòng xung để tăng thêm tác dụng sinh lý góp phần giải quyết bệnh lý. Hơn nữa việc sử dụng dòng điện tự động kích thích đã thay thế được đôi tay của hai điều trị. Do có công suất (hơn công suất của máy chuyên dùng lý liệu nên dòng máy điện châm thì thì an toàn hơn và lại rất rẻ nếu so với các máy chuyên dụng khác trong y tế. Ngoài ra phương pháp này còn đem lại tác động tốt cho tâm lý người bệnh vì người bệnh có xu hướng tin ở máy móc. 8.2-/ Nhược điểm. Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, dễ thấy, việc dùng máy điện châm trong điều trị cũng còn có những nhược điểm chưa khắc phục được đó là: So với châm kim bằng tay thì phương pháp này còn phải dùng thêm trang bị là máy châm. Có thể gây bong tại vùng điều trị do cố định không tốt, do điện cực kim loại tiếp xúc da hay do hiện tượng điện phân. Gây ra hiện tượng chóng mặt, choáng váng đối với bệnh nhân mẫn cảm với dòng điện. Gây giật cho bệnh nhân khi nối điện cực do để nút cường độ quá cao mà không quay trở lại số 0. 9-/ Quá trình tìm Pan hỏng. Đèn báo xung Kiểm tra nguồn cấp Kiểm tra đèn báo Mất nguồn cung cấp Kiểm tra lại đầu cực pin thay pin Kiểm tra mạch phát xung Thay đèn báo Kiểm tra các Tranzitor Thay Tranzitor R hỏng Tụ C hỏng Tốt Có Không hỏng Tốt Tốt hỏng Bằng nhau Khác nhau Phần IV Thiết kế chi tiết thiết bị điện châm 1-/ Lựa chọn phương án thiết kế. Dựa trên những chỉ tiêu kỹ thuật như: xung ra là xung tam giác có độ dài hẹp, tần số giới hạn từ 0 á 70 Hz, dựa vào những điều kiện thực tế của Việt Nam, mà ở đây tôi lựa chọn phương áp sử dụng dao động nghẹt gốc chung làm bộ phát xung có sườn dốc, đơn giản, dễ sửa chữa thay thế xong vẫn đảm bảo xung ra chính xác, chuẩn theo yêu cầu. Phần nguồn tôi sử dụng nguồn pin 6V, lý do sử dụng loại nguồn này là để tránh trường hợp gây dò, hở điện gây giật cho người sử dụng và bệnh nhân hơn nữa lại rất thuận tiện cho việc di chuyển máy đến các nơi. Phần chỉ thị tôi dùng đèn Led, đơn giản, chuyển mạch nhanh và dễ thay thế khi hỏng. 2-/ Thiết kế chi tiết. 2.1-/ Nguồn. Sử dụng nguồn DC 6V gồm có 4 pin x 1,5 V loại pin con thỏ của nhà mày pin Văn Điển thích hợp với khả năng kinh tế của người Việt Nam. 2.2-/ Tạo xung. Phần này bao gồm một tranzitor công suất âm tần loại D882 cũng có thể dùng loại 3AD6 của Trung Quốc. Tụ điện C102 điều khiển sự đóng mở của Tranzitor. Ba cuộn biến áp L3, L2, L1 theo tỉ lệ L3: L2: L1 = 12:1:3 Trong đó: L1 = 300 vòng dây P $ B - 2 - 0,1mm L2 = 100 vòng dây P $ B - 2 - 0,35mm L3.... 6 giống nhau 1200 vòng P $ O - 0,07mm Lõi sắt từ bằng tôn silic dạng III 6 x 11 dây F 0,35mm. 2.3-/ Phần điều chỉnh. Gồm các biến trở P1....5 = 50K trong đó P1 dùng để điều chỉnh tần số ra và P2....5 dùng để điều chỉnh thay đổi biên độ xung ra kim từng đôi kim. 2.4-/ Phần chỉ thị. Gồm có một đèn Led có điện áp thuận danh định là 2V, dòng thuận danh định là 7 mA. Dòng thuận cực đại 50 mA, điện áp ngược cực đại 2V và một điện trở bì có trị số là: Rbì = = = 571 W Nhưng để phù hợp với thực tế ta dùng Rbì = 560 W. Trong đó: Vs - điện áp xoay chiều cung cấp. Vf - điện áp thuận danh định của Led. If - dòng thuận danh định của Led. 2.5-/ Bảng trị số các linh kiện. R = 560 W C1 = 102 nF TR công suất D882 hoặc 3AD6 P1 = P2 = P3 = P4 = P5 = 50K C2 = 100mF Một Led phát sáng. 3-/ Giới thiệu tổng quát về máy đã thiết kế. Máy điện châm sử dụng dao động nghẹt là loại máy phát xung dao động nghẹt sử dụng 1 TR công suất. Vì máy chỉ gồm có 1 bộ phát xung chính nên rất gọn nhẹ, sử dụng lưu động rất thuận tiện. Với nguồn nuôi DC 6V máy có thể sử dụng được ở cả những nơi chưa có điện lưới, hơn nữa vì nguồn nuôi là pin nên máy có độ an toàn tuyệt đối, không gây giật điện cho bệnh nhân và người sử dụng. Việc sửa chữa và thay thế các linh kiện trong máy có thể thực hiện dễ dàng bằng các dụng cụ thông thường. 3.1-/ Yêu cầu về đặc điểm kỹ thuật - Tải ra sóng xung nhọn dao động nghẹt sử dụng cả hai phần (-) và (+). - Độ rộng sườn xung chính (ms): 0,4 ± 10% - Tần số dao động 30 á 2400 lần/phút (0,5 á 40Hz). - Biên độ xung ra (Vpp). Khi không tải, biên độ liên tục tải ra có thể điều chỉnh từ 0 á 70V ± 10%. - Máy có 4 đôi điện cực tải ra điều chỉnh được từng đôi kim riêng biệt tuỳ thuộc yêu cầu châm cứu. - Nguồn nuôi: DC 6V (pin 4 x 1,5V) - Kích thước máy (mm): 180 x 110 x 55 - Trọng lượng (kg): 0,5 - Điều kiện làm việc + Nhiệt độ làm việc: 10 á 450C. + Độ ẩm: Ê 85%. - Phụ kiện kèm theo máy là điện cực có kẹp kim: 4 đôi. 3.2-/ Sơ đồ cấu tạo mặt máy. Hình dáng mặt máy rất gọn nhẹ được thể hiện ở hình 9. Các ký hiệu ghi trên mặt máy. 1. Công tắc nguồn chính 2. Đèn báo sự hoạt động của máy. 3. Núm điều chỉnh tần số. 4. Các đầu ra. 5. Các núm điều chỉnh biên độ. 4-/ Sơ đồ khối máy. Nguồn Tạo xung Điều chỉnh Điện cực kim Chỉ thị Hình trên biểu diễn sơ đồ nối ghép các khối. Ta thấy máy gồm có 4 phần chính và điện cực đi kèm. - Phần nguồn. - Phần tạo xung. - Phần điều chỉnh tần số, biên độ xung. - Phần chỉ thị 5-/ Điện cực và dây điện cực. Tín hiệu xung được lấy từ máy thông qua các dây điện cực đưa đến nhiều điểm huyệt khác nhau trên cơ thể con người. Điện cực của máy điện châm là loại điện cực kẹp làm bằng Inốc tiếp xúc gián tiếp lên huyệt qua kim châm. Dây điện cực có tác dụng dẫn xung từ các đầu ra đến đầu kim châm. ở đây phải dùng loại dây bọc kim tốt để bảo đảm an toàn và tránh trường hợp đứt dây. mục lục