Bài 15: Tác dụng của dòng điện

Chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu được chương 3 ( gồm 6 bài, link đọc full ở bên dưới ) của chuỗi các bài viết xoay quanh kiến thức về Vật lý trị liệu, cũng như các loại thiết bị liên quan đến điện trị liệu được dùng phổ biến hiện nay. Tiếp theo chúng ta sẽ tiếp tục với chương 4 đó là Kích thích điện (Tác dụng, ứng dụng, các dòng kích thích đặc biệt…). Chương 4 gồm 10 bài đó là:

         Bài 14: Hệ thống thuật ngữ kích thích điện

         Bài 15: Tác dụng của dòng điện

         Bài 16: Lựa chọn tham số kích thích và qui trình ứng dụng

         Bài 17: Ứng dụng kích thích điện trong lâm sàng

         Bài 18: Tác dụng lâm sàng của kích thích cơ bằng điện

         Bài 19: Tác dụng lâm sàng của kích thích thần kinh cảm giác bằng điện

         Bài 20: Ứng dụng dòng một pha điện thế thấp liên tục

         Bài 21: Kích thích điện chức năng

         Bài 22: Các dòng kích thích đặc biệt

         Bài 23: Sự phổ dụng của kích thích điện

Ở trong bài này chúng ta sẽ đi tìm hiểu Bài 15: Tác dụng của dòng điện (Lưu ý bài viết dài và có nhiều kiến thức chuyên sâu, mọi người chú ý đọc hết để hiểu rõ tránh việc hiểu sai hoặc không hiểu làm ảnh hưởng tới bài tiếp theo) 

Bài 15: Tác dụng của dòng điện 

1. Khử cực thần kinh – Tác dụng của dòng điện

Trong đa số trường hợp, dòng điện thể hiện tác dụng sinh lý nhờ khử cực màng tế bào thần kinh, do đó tạo thế hoạt động. Dòng điện với cường độ đủ lớn và thời gian tác dụng đủ dài sẽ thay đổi điện thế màng và tạo ra điện thế hoạt động (hoặc thế kích thích). Khi thế hoạt động lan truyền dọc sợi trục của tế bào thần kinh, cơ thể sẽ đáp ứng với nó như với điện thế được khởi phát nhờ các quá trình sinh học bình thường. 

Ι− Được chia sẻ bởi Công Nghệ Y Khoa MDT −Ι

Thế hoạt động là đơn vị cơ bản của hệ thông tin thần kinh. Khi tế bào thần kinh ở trạng thái nghỉ, tức không có kích thích sinh lý hoặc kích thích điện, do phân bố bất đối xứng của các điện tích qua màng, nên màng ở trạng thái phân cực, trong âm ngoài dương, với điện thế bên trong âm hơn bên ngoài khoảng từ – 60 đến – 90 mV. Đó là  thế nghỉ hoặc thế phân cực (hình 4.18). Khi có một kích thích nội hoặc ngoại sinh tác dụng, màng nhanh chóng bị khử cực rồi tái cực. Quá trình đó tạo ra thế hoạt động hoặc thế kích thích (hình 4.19).

Hình 4.18: Thế nghỉ.
sơ đồ thế năng Tác dụng của dòng điện
Hình 4.19: Thế hoạt động.

Khi tế bào đã bị khử cực, không một thế hoạt động nào được tạo thêm nữa. Khi đó tế bào không thể bị kích thích thêm, dù cường độ kích thích mạnh đến mức nào. Đó là giai đoạn nghỉ tuyệt đối. Sau khử cực, trước khi quay về trạng thái phân cực như ban đầu, có một giai đoạn siêu phân cực rất ngắn. Khi đó một kích thích với cường độ lớn hơn bình thường có thể tạo một thế hoạt động khác. Đó là giai đoạn nghỉ tương đối.

Ι− Được chia sẻ bởi Công Nghệ Y Khoa MDT −Ι

Đường cong cường độ – thời gian (đường cong I/t):

Với từng loại thần kinh, cần một lượng điện tích đủ lớn để kích thích. Để đặc trưng cho tính chất đó, có thể dùng khái niệm đường cong cường độ – thời gian (hình 4.20). Đó là mối tương quan dưới dạng đồ thị giữa cường độ dòng và độ rộng xung tối thiểu để khử cực sợi thần kinh (đường cong I/t). Đó là cơ sở để chọn lọc hóa tác dụng của kích thích điện. Nói chung dòng điện cường độ và độ rộng xung nhỏ có thể kích thích sợi thần kinh cảm giác; trong khi cường độ và độ rộng xung lớn hơn có thể kích thích sợi vận động. Đặc biệt, để kích thích sợi cảm giác đau mạn tính C, cần cường độ và độ rộng xung rất lớn.

Tác dụng của dòng điện sơ đồ cường độ dòng điện
Hình 4.20: Đường cong cường độ – thời gian.

Thực nghiệm in vitro chứng tỏ, các xung điện ngắn, khoảng 100 μs hoặc ngắn hơn, có thể tạo các kích thích cảm giác; trong khi các xung dài hơn, khoảng 200 – 350 μs, có thể dùng để co cơ. Nếu xung điện ngắn hơn 1 ms, cảm giác đau sẽ tối thiểu, vì sợi C không bị kích thích. Các xung lớn hơn 10 ms dùng để kích thích cơ mất chi phối thần kinh.

Ι− Được chia sẻ bởi Công Nghệ Y Khoa MDT −Ι

Khi biên độ và độ rộng xung nằm dưới đường cong I/t của một sợi thần kinh, kích thích được xem là dưới ngưỡng và không xuất hiện một đáp ứng nào. Với loại mô bất kỳ, ứng với xung điện đủ dài (trong thực tế chọn giá trị 1000 ms), cường độ dòng tối thiểu để kích thích được gọi là cường độ dòng cơ sở hoặc ngưỡng nền IR (rheobase). Độ rộng xung nhỏ nhất tạo được sự kích thích khi cường độ dòng gấp hai lần ngưỡng nền được gọi là thời trị tc (chronaxie) (hình 4.21).

Tác dụng của dòng điện sơ đồ độ rộng xung
Hình 4.21: Ngưỡng nền và thời trị.

Tăng cường độ hoặc độ rộng xung lớn hơn giá trị cần thiết cũng không làm thay đổi thế tác dụng. Không xuất hiện một thế tác dụng lớn hơn hoặc kéo dài hơn. Mọi thế tác dụng của sợi thần kinh đều như nhau. Chúng xuất hiện theo qui luật tất hoặc không (all-or-none). Một thế tác dụng như nhau xuất hiện khi có các kích thích vượt ngưỡng; và không có thế tác dụng nào khi các kích thích nằm dưới ngưỡng.

Ι− Được chia sẻ bởi Công Nghệ Y Khoa MDT −Ι

Thêm nữa, ngoài giá trị cường độ và độ rộng xung cần đủ lớn. Cường độ cũng cần tăng đủ nhanh để tạo thế tác dụng. Nếu dòng tăng quá chậm, tế bào sẽ thích nghi với kích thích. Thích nghi là quá trình tế bào đáp ứng ít hơn với một kích thích dưới ngưỡng kéo dài. Như vậy để tạo ra thế tác dụng, một kích thích tăng chậm hơn phải có cường độ lớn hơn so với một kích thích tăng nhanh hơn.

Khi thế tác dụng xuất hiện, nó kích thích việc tạo ra thế tác dụng khác tại các vùng kế bên trên màng tế bào. Đó là quá trình lan truyền thế tác dụng dọc sợi thần kinh. Với các kích thích sinh lý, sự lan truyền chỉ theo một hướng. Thế tác dụng do kích thích điện lan truyền theo cả hai hướng. Nhưng chỉ các thế lan truyền theo hướng sinh lý mới gây tác dụng. Xung thần kinh chính là sự lan truyền thế tác dụng theo một hướng.

Ι− Được chia sẻ bởi Công Nghệ Y Khoa MDT −Ι

Tốc độ lan truyền thế tác dụng phụ thuộc vào kích thước sợi thần kinh và lớp vỏ myelin. Sợi càng lớn có tốc độ càng nhanh, và vỏ myelin cho phép thế tác dụng lan truyền nhanh hơn nữa. Với sợi vận động Aα đường kính lớn có vỏ myelin, tốc độ xung thần kinh lên tới 120 m/s; trong khi với sợi dẫn cảm giác đau cấp tính Aδ đường kính trung bình, có vỏ myelin, tốc độ không quá 36 m/s; còn với sợi đau mạn tính C đường kính nhỏ, không vỏ myelin, tốc độ nhỏ hơn 2 m/s.

2. Khử cực tế bào cơ – Tác dụng của dòng điện

Cuối thế kỉ XIX, các nhà khoa học thấy cơ mất chi phối thần kinh không đáp ứng với xung điện vốn đủ mạnh để kích thích cơ còn phân bố thần kinh. Cơ còn phân bố thần kinh co vì dòng điện khử cực các sợi thần kinh vận động của nó. Cơ mất chi phối thần kinh vẫn có thể co, nhưng chỉ với xung điện 10 ms hoặc dài hơn. Các xung điện đó khử cực màng tế bào cơ một cách trực tiếp. Vì cơ mất chi phối thần kinh không còn khả năng thích nghi, nên các xung điện tăng chậm cũng có thể dùng để kích thích. Đó là lý do các dòng lũy thừa thường dùng để kích thích cơ mất chi phối thần kinh.

3. Tác dụng ion của dòng điện – Tác dụng của dòng điện

Phần lớn dòng điện dùng trong lâm sàng có dạng hai pha cân bằng. Chúng không tạo ra điện tích tại tổ chức sinh học, do đó không có tác dụng ion. Ngược lại, dòng xung một pha hoặc dòng hai pha không cân bằng tạo ra điện tích tại vùng tổ chức tác dụng. Chúng có thể gây hiệu ứng ion: điện cực âm hút điện tích dương và đẩy điện tích âm; trong khi với điện cực dương thì ngược lại. Tác dụng đó có thể ứng dụng trong lâm sàng.

Chẳng hạn dòng một chiều liên tục được dùng để đẩy các phân tử thuốc ion hóa và do đó làm tăng tính thấm qua da của chúng. Đó là  quá trình đưa thuốc bằng dòng điện trong điện trị liệu. Hiệu ứng ion cũng được dùng để điều chỉnh trạng thái viêm và kích thích lành vết thương, như có thể thấy trong các phần tiếp theo.

Đọc tiếp: Bài 16: Lựa chọn tham số kích thích và qui trình ứng dụng ( Bấm để đọc ) 

Theo dõi thêm các thông tin liên quan về VLTL- PHCN tại đây.


Hãy liên hệ ngay với chúng tôi khi cần tư vấn và giúp đỡ!