Гастроэнтеростимулятор ГЭС-35-01 "Эндотон-01Б"

Введение

Механизм нервной регуляции функции желудочно-кишечного тракта сложен и в настоящее время недостаточно изучен. В регуляции принимают участие кора головного мозга, спинальные центры и нервные сплетения вегетативной нервной системы. Большое значение имеют водители ритма, ответственные за моторную координированную активность желудочно-кишечного тракта. Доказано, что наиболее выраженный моторный эффект можно получить при воздействии электрическими импульсами соответствующих параметров именно в этих зонах - в области пипоруса желудка и двенадцатиперстной кишки, в сигмовидной и прямой кишке и др. Активация перистальтики при этом имеет не локальный, а распространенный характер. Положительное влияние электростимуляции обычно не проявляется сразу же, а постепенно, в течение 0,5 ÷ 3 часов. При сильно раздутом, атоническом кишечнике положительный эффект может отсутствовать (эффект оценивается по данным опроса и осмотра больного, данным аускультации, электроэнтерографии, электрогастрографии и др.).

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Гастроэнтеростимулятор ГЭС-35-01 "Эндотон-01Б" предназначен для активизации моторной деятельности желудочно-кишечного тракта в лечебных и профилактических целях при острой и хронической гиподинамии или адинамии кишечника:

- у хирургических больных с динамической непроходимостью желудочно-кишечного тракта, порезом кишечника в результате болевого синдрома (почечная колика, острый панкреатит, приступы каменной болезни печени и желчных путей и т.п.) в результате лапаротомии или хирургического вмешательства на органах брюшной полости и забрюшинного пространства (в том числе, с явлениями перитонита);

- у больных с порезом и параличом желудочно-кишечного тракта вследствие переломов позвоночника и травм головного и спинного мозга;

- у больных с хроническим запором;

- у лежачих больных с гипокинезией желудочно-кишечного тракта вследствие общей гиподинамии.

Кроме того, аппарат может использоваться для лечения:

- недержания мочи и кала посттравматического и послеоперационного происхождения или возникающего вследствие функциональной недостаточности;

- нарушений функции мочевого пузыря, вызванных заболеваниями или повреждениями центральной или периферической нервной системы.

Не рекомендуется использовать аппарат при механической непроходимости кишечника, при подозрении на возможную несостоятельность швов желудочно-кишечного тракта, беременности, язвенном колите, внутреннем кровотечении, остром и подостром гастроэнтеритах.

Аппарат может применяться как в специальных кабинетах, так и непосредственно у постели больного в палатах лечебных учреждений и на дому.

Аппарат предназначен для эксплуатации в нормальных климатических условиях: в интервале температур от +10 Со
до +35 Со
; относительной влажности не более 80 % и атмосферном давлении 750 ± 30 мм рт.ст.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Аппарат рассчитан на одновременное обслуживание одного пациента.

Аппарат генерирует монополярные импульсы прямоугольной формы и серии биполярных импульсов

Режим работы аппарата: непрерывный и периодический формы выходного тока, представлены на рис.1.

2c2c

5мс

а)

б)

5мс

в)

Рис. 1 - Форма выходного тока, выдаваемая аппаратом «ЭНДОТОН-01Б»: а) последовательность прямоугольных монополярных импульсов; б) последовательность серий биполярных импульсов; в) серия биполярных импульсов (в увеличенном масштабе)

Наибольшее амплитудное значение выходного тока 35 мА ± 15 % на активной нагрузке 1 кОм ± 0,5 %.

Длительность монополярных импульсов и серий биполярных импульсов (5 ± 1) мс.

Частота следования монополярных импульсов и серий биполярных импульсов 12,5; 25; 50; 100 Гц ± 20 %.

Частота биполярных импульсов 1000 Гц ± 20 %.

Длительность фронта и среза монополярного импульса составляет не более 1 мс для каждого из них.

Период следования посылок (4 ± 0,8) с.

Длительность посылок (2 ± 0,4) с.

Относительное значение основной погрешности выходного тока σ не превышает:

где: Ак
- конечное значение шкалы прибора.

Ах
- показание прибора;

15 и 3 - числовые коэффициенты;

Минимальный ток срабатывания защитного устройства (50 ± 7,5) мА.

Напряжение питающей сети 220 В ± 10 % частотой (50 ± 0,5) Гц.

Время установления рабочего режима не более 1 мин.

Время непрерывной работы аппарата 5 ч.

Мощность, потребляемая аппаратом, не более 15 Вт.

Масса аппарата, без комплекта не более 3,5 кг в полном комплекте не более 9 кг.

Габаритные размеры аппарата 300х315х108 мм.

По защите от поражения электрическим током аппарат выполнен по II классу и не требует защитного заземления.

Наработка на отказ электронной части аппарата не менее 2000 ч.

Средний срок службы аппарата до списания не менее 5 лет.

3. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

3.1 Принцип действия

По принципу действия аппарат представляет собой генератор монополярных прямоугольных и серий биполярных прямоугольных электрических импульсов.

Форма импульсов, создаваемых аппаратом в разных режимах, показана на рис.1, а функциональная схема аппарата - на рис. 2.

Рис. 2 - Функциональная схема аппарата

Функциональная схема состоит из задающего генератора (1), делителя частоты (2), блока коммутации (3), формирователя импульсов (4), усилителя мощности (5), измерительного блока (6), защитного устройства (7) и блока питания (8).

Аппарат работает следующим образом: с генератора опорной частоты (2000 Гц) напряжение подается на делитель частоты, на выходе которого получаются напряжения с частотами 1000, 100, 50, 25, 12,5 и 0,25 Гц. Эти напряжения через блок коммутации поступают на формирователь импульсов, а затем на усилитель мощности. С выхода усилителя мощности через блок измерения амплитуды импульсов стимулирующий ток подается в цепь пациента. В цепь пациента включено защитное устройство, срабатывающее в случае, если выходной ток превысит значение 50 мА.

3.2 Описание принципиальной электрической схемы

ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР - выполнен на трех логических элементах "И-Не" - микросхеме A1 (K155 ЛАЗ), конденсаторе С8 и потенциометре R37. Потенциометр служит для подстройки частоты. С задающего генератора напряжение опорной частоты подается на делитель частоты, выполненный на микросхемах: А5 (К155 ИЕ5), А6, А7, А8 (К155 ИЕ2) .

БЛОК КОММУТАЦИИ выполнен на переключателях S1- S8 и служит для выбора параметров стимуляции. Через него напряжение поступает на формирователь импульсов, выполненный на микросхемах A3 и А4 (К155 ЛА2). В зависимости от комбинации импульсов, подаваемых на входы формирователя, на его выходе - A3 (8) получаются монополярные импульсы или биполярные импульсы, заполненные импульсами частоты 1000 Гц; на А4 (8) - биполярные импульсы, заполненные импульсами частоты 1000 Гц, которые сдвинуты по фазе на 180о
относительно импульсов 1000 Гц на выходе A3 (8) .

С выхода формирователя управляющие напряжения поступают на усилитель мощности.

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ выполнен по мостовой схеме на транзисторах различного типа проводимости (Т6 ÷ Т9), работающих в ключевом режиме. Нижние плечи моста выполнены на транзисторах Т6, Т7 - 2Т 6821, а верхние плечи - на транзисторах Т8, Т9 - 2Т 6551. Режим транзисторов определяется резисторами R11 ÷ R17 и конденсаторами С9, С10.

Выходные напряжения, определяющие частоту и режим стимуляции, подаются с выходов формирователя импульсов через резисторы R38 и R39 на базы транзисторов Т6 и Т7, а выходной ток снимается с коллекторов транзисторов Т7 ÷ Т9.

На транзисторе Т10, резисторах R18-R22 и стабилитроне V16 построен генератор постоянного тока, который, в зависимости от положения потенциометра R21, определяет значение выходного тока.

ИЗМЕРИТЕПЬНЫЙ БЛОК включен в цепь пациента и выполнен по схеме пикового вольтметра на диоде V17, конденсаторе С11, резисторах R26, R27 и микроамперметре В, проградуированном в миллиамперах. Измерительный блок регистрирует падение напряжения в цепочке резисторов R24, R25 и диоде V18. Калибровка измерительного устройства производится с помощью резистора R27.

ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО состоит из оптронов V19, V20, развязывающих цепь пациента от цепей питания и двух пороговых элементов: триггера Шмидта, выполненном на транзисторах Т4, Т5, резисторах R31 ÷ R34, диоде V14 и Д-триггере на микросхеме А2 (К155 ТМ2).

При токе в цепи пациента, превышающем 50 ± 7,5 мА с выхода микросхемы А2 подается напряжение на базу транзистора ТЗ, закорачивающего обмотку реле К. При этом контакты реле К3-4 отключают питание усилителя мощности.

БЛОК ПИТАНИЯ включает в себя два выпрямителя: высоковольтный и низковольтный, а также устройство блокировки. Высоковольтный выпрямитель, создающий стабилизированное напряжение "-50 В", выполнен по схеме удвоения напряжения на диодах V1, V2 и конденсаторах С1 и С2. Выпрямленное напряжение подается на стабилизатор напряжения на транзисторах T1, Т2, резисторах R1-R8 и диодах V8, V9.

Низковольтный выпрямитель выполнен на диодах V3 ÷ V6. Выпрямленное напряжение подается на интегральный стабилизатор МА 7805, на выходе которого получается стабилизированное напряжение "-5 В".

Реле К обеспечивает блокировку напряжения питания усилителя мощности в случае, если потенциометр регулировки выходного тока R21 находится не в нулевом положении. При этом через контакты К3-5 реле К, контакты 1-2 потенциометра R21 и резистора R8 напряжение -50В подается на базу транзистора ТЗ, который закорачивает обмотку реле и напряжение питания не подается на усилитель мощности.
Одновременно с этим через контакты К 3-5 реле К подается напряжение "-50 В" на сигнальную лампу Л2. Аналогично происходит блокировка питания усилителя мощности при переключении кнопок "ПР" (периодический), "НЕПР" (непрерывный) при невыведенном в нулевое положение регулятора тока.

4. УСТРОЙСТВО АППАРАТА

Корпус аппарата имеет переносную конструкцию и выполнен из ударопрочной пластмассы (рис. 3). В верхней части корпуса имеется ручка (12) для переноски аппарата, выполненная как единое целое с корпусом.

Органы управления - ручка регулятора выходного тока (2) и кнопка переключателей (3, 4, 5) -для защиты от случайных ударов при переноске расположены в специальной нише. В верхней части корпуса, под ручкой имеется отсек, закрывающийся крышкой, куда убираются сетевой шнур (8) и кабель пациента (11) при переноске и хранении аппарата. Внутри отсека находятся две кнопки: красная - "Защита" - для проверки срабатывания защитного устройства и черная - "Контроль" - для проверки выходного тока при нагрузке 1 кОм, а около сетевого шнура - плавкий предохранитель.

Корпус аппарата выполнен из двух частей - крышки (13) и основания (14), соединяемых между собой четырьмя винтами (15).

В передней части корпуса, а также в основании имеются отверстия, служащие для вентиляции внутреннего объема аппарата. На лицевой панели аппарата расположены: выключатель сети (1), имеющий две кнопки "ВКЛ" и "ВЫКЛ", регулятор "Ток пациента" (2), имеющий две кнопки « » и « », служащий для установки режимов стимуляции различными формами тока: монополярной и биполярной.

Рис. 3 - Общий вид аппарата: 1 - переключатель сети; 2 - регулятор ТОК ПАЦИЕНТА; 3 - переключатель режима стимуляции; 4 - переключатель параметров стимуляции; 5 - переключатель видов тока; 6 - корректор установки на нуль; 7 - измеритель выходного тока; 8 - сетевой шнур; 9 - индикатор ЗАЩИТА; 10 - индикатор СЕТЬ; 11 - кабель пациента; 12 - ручка; 13 - лицевая панель; 14 - основание; 15 - винты

Кроме того, на лицевой панели находятся стрелочный прибор (7), по которому проводится установка величины выходного тока и корректор (6), которым производится установка начального положения стрелки прибора. На лицевой панели имеются также два сетевых индикатора: индикатор "Защита" (9) (красная лампа), сигнализирующий о срабатывании защитного устройства и индикатор "Сеть" (10) (зеленая лампа), сигнализирующий о включении сетевого напряжения.

Внутри корпуса расположена основная монтажная плата, на которой смонтированы узлы и детали электронной части аппарата. В комплект гастроэнтеростимулятора "Эндотон-01Б" входят специально разработанные полостные электроды: гастральные, ректальные, анальные и плоские.

Гастральный электрод - зонд выполнен из эластичной пластмассовой трубки, на дистальном конце которой находится полюсный наконечник из нержавеющей стали, имеющий форму оливы, (рис.4в). Внутри трубки проходит гибкий изолированный провод, который заканчивается однополюсной вилкой (вилка обычно подключается к отрицательному, черному гнезду кабеля пациента, а к положительному, красному - плоский электрод). Несколько выше полюсного наконечника в трубке имеются отверстия, а на противоположном конце - штуцер для подсоединения электрода к стандартному шприцу. Такая конструкция электрода позволяет не только проводить электростимуляцию желудка и двенадцатиперстной кишки, но и при необходимости откачивать содержимое или вводить лекарственные препараты и питательные смеси. Через штуцер производится также и промывка внутренней полости электрода.

Ректальные электроды (рис.4а) имеют полуэластичную герметичную конструкцию. На дистальном конце находится цилиндрический полюсный наконечник со сферическим концом. Второй полюсный наконечник, имеющий вид кольца, расположен на расстоянии около 50 мм от первого. Внутри электрода проходит стальная проволока, которая определяет упругие свойства электрода. С другой стороны электрод заканчивается двухполюсной вилкой, которая подключается к кабелю пациента.

Рис. 4 - Общий вид электродов

Около одного из штырей двухполюстной вилки на пластмассе имеется знак: *, этот штырь электрически связан с дистальным концом ректального электрода. В зависимости от методики стимуляции возможны различные варианты подключения ректального электрода к аппарату. Нередко при стимуляции используется только один (обычно дистальный) полюсный наконечник: для этого к штырю * подключается только "минусовое" гнездо кабеля пациента (черные гнезда), а плоский индифферентный электрод подключается к красному "плюсовому" гнезду кабеля пациента.

Наиболее часто применяется параллельное включение двух полюсных наконечников (например, при стимуляции мочевого пузыря). При этом к вилке подключаются оба минусовых гнезда (черные), а плоский электрод к красному плюсовому гнезду. В случаях, когда требуется локальное воздействие (например, на простату), к переходной вилке подключается и "плюсовое" и "минусовое" гнездо.

Ректальные электроды хранятся в специальных футлярах, для использованных и чистых.

Анальные электроды (рис.4г) имеют грибовидную форму. Пластмассовый корпус электрода имеет кольцевые полюсные наконечники из нержавеющей стали. Электрод заканчивается двухполюсной вилкой, служащей для подключения к кабелю пациента. Ректальные и анальные электроды имеют по два типа размера (для взрослых и для детей).

5. УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

Безопасность пациента обеспечивается конструкцией аппарата, а также специальными решениями электрических схем. По защите от поражения электрическим током электростимулятор выполнен по II классу и при работе не требует защитного заземления, что делает удобным его применение, особенно в условиях больничной палаты и на дому у постели больного. В аппарате предусмотрено электронное защитное устройство, срабатывающее при стимулирующем токе, превышающем 50 мА. Электростимулятор имеет блокировку, исключающую подачу тока в цепь пациента в случае, если при включении его в сеть регулятор выходного тока не был выведен в "нулевое" положение. Блокировка срабатывает также в том случае, когда во время работы аппарата регулятор выходного тока не находится в начальном "нулевом" положении и производится переключение режимов работы (кнопки "НЕПР" и "ПР") или формы выходного тока (кнопки " ", " "). При срабатывании блокировки или защитного устройства загорается красная сигнальная лампа. При работе с аппаратом не разрешается: включать аппарат в сеть при невыведенном в нулевое положение регуляторе "Ток пациента"; располагать пациента ближе 1 м от заземленных предметов; подсоединять, отсоединять или перемещать электроды при включенном аппарате. Запрещается проводить процедуры при неисправном аппарате.

6. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

Подготовка аппарата к работе осуществляется следующим образом: аппарат извлекается из транспортной тары и устанавливается не далее 1 м от предполагаемого места расположения пациента.

Аппарат "Эндотон-01Б" снабжен комплектом полостных и наружных электродов. Полостные электроды: гастральные, ректальные и анальные при работе имеют контакт со слизистой оболочкой внутренних органов, а прокладки плоских электродов - с кожными покровами. Поэтому перед работой все полостные электроды и прокладки плоских электродов подвергаются обеззараживанию. Дезинфекция ректальных и анальных электродов производится следующим образом: электроды моются горячей водой с мылом, а затем протираются ватным тампоном, смоченным раствором (3 % формалина, 0,3 % фенола, 15 % двууглекислого натрия). Допускается дезинфекция электродов погружением их рабочей части на 45 мин. в тройной раствор.