http://www.eprussia.ru/epr/321-322/9831769.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 13-14 (321-322) июль 2017 года
Электричество внутри нас
Энергетика: особый взгляд
Людмила МАКСИМОВА
Электрический ток в качестве лекарства
Впервые наука обратила внимание на способность живых организмов вырабатывать электричество в XVIII веке. Тогда итальянский ученый Луиджи Гальвани выпустил книгу «Трактаты о силе электричества при мышечном движении», где впервые заявил – электричество есть в каждом из нас, а принцип работы нервной системы человека схож с электрическими проводами.В XIX столетии стало ясно, что сердце во время своей работы производит некоторое количество электричества. Первые электрокардиограммы были записаны Габриелем Липпманом с использованием ртутного электрометра. В конце XIX – начале XX веков были сделаны первые опыты в проведении электроэнцефалограммы головного мозга. Позже ученые доказали, что в нашем теле происходит много химических процессов, которые вырабатывают электричество. Появилась даже наука электрофизиология, которая изучает электричество в человеке.
Применять электричество для лечения организма ученые начали давно. Еще в Древнем Риме было известно лечение электрическими скатами. Клавдий Гален, личный врач императора Марка Антония, именно таким образом излечил больную спину самого императора, а также спасал от боли после ранений гладиаторов.
В начале XX века английский инженер Отто Овербек, который страдал хроническим заболеванием почек, попробовал лечиться, пропуская через свое тело ток небольшой силы. Вылечившись, он разработал прибор, который состоял из обычной батарейки и набора электродов. Их нужно было подносить к тем частям тела, которые требовали лечения. Изобретатель утверждал, что его прибор способен лечить любые заболевания, помогает в борьбе со старением, устраняет облысение и седину.
Стимулирующие импульсы
Электросудорожная терапия, ранее известная как электрошоковая, впервые появилась в 30‑х годах прошлого века и получила широкое распространение в 40‑е и 50‑е годы. При этой методике импульсные токи проходят через головной мозг пациента. На сегодняшний день этот метод используется для лечения психических и психопатологических расстройств, в том числе тяжелых депрессий и маниакального синдрома. Стоит отметить, что электросудорожная терапия может быть использована, только если другие методы лечения (лекарства и психотерапия) не дали результата.Стимулировать токами можно многие органы, но наиболее широкое применение получила электростимуляция сердца. Электричество, содержащееся в нашем организме, отвечает за нормальную работу нашего сердца. Большое влияние на нормальное функционирование сердца оказывает ритмичность сокращений. Когда человек стареет, способность его системы проводить импульсы ухудшается. Нормализовать ритмы сердца поможет кардиостимулятор.
Под местной анестезией пациенту вводят электроды кардиостимулятора в различные участки сердечной мышцы под контролем рентгеновского излучения. После того, как электроды подключены к сердечной мышце, их свободные участки подключают к кардиостимулятору. Следующим этапом производится имплантация кардиостимулятора в область большой грудной мышцы. Контакт электрода с сердцем осуществляется через металлическую головку на конце провода. С помощью нее стимулятор следит за электрической активностью сердца и посылает электрические импульсы только тогда, когда они требуются.
Как любому электронному прибору, кардиостимулятору нужен источник питания, в роли которого выступает миниатюрная батарея. Замена кардиостимулятора на новый проводится в среднем через семь-девять лет, когда заряд батареи приближается к пороговому значению.
Электростимуляция проводится также тогда, когда необходимо устранить вялость мышц. Для этого был разработан миостимулятор – устройство для воздействия на мышцы тела с помощью электрических импульсов. К телу прикладываются клейкие гелевые электроды в непосредственной близости к стимулируемым мышцам. Посылаемые от устройства электрические импульсы похожи на импульсы нервной системы, которые заставляют мышцы сокращаться. Сокращения мышц при этом близки к произвольным двигательным сокращениям.
Такой аппарат способствует устранению последствий травм, ушибов, вывихов, переломов, снимает боли в спине, суставах, мышцах, борется с состояниями, связанными с малоподвижным образом жизни (ослабление и атрофия мышц). Миостимуляторы используются атлетами для восстановления мышц после тренировки. В косметологии этот прибор способствует коррекции фигуры и лечению целлюлита. Сжигание жиров происходит за счет того, что во время упражнений мышцам необходима энергия, которую они черпают из жировой прослойки.
Преобразовать сигнал в движение
Одна из последних разработок медицины – бионические протезы верхних и нижних конечностей. Если до недавнего времени протезы прикреплялись к человеческому телу механически и не имели никакой связи с нервной системой, то новейшие протезы считывают нервные сигналы и преобразуют их в движения.Суть таких протезов состоит в том, что после ампутации культя сохраняет остатки имевшейся ранее мышечной ткани. Электроды считывают электрический ток, вырабатываемый мышцами культи в момент их сокращения, и эта информация передается на микропроцессор. Для электронной системы хватит даже незначительного сокращения мышечной ткани, чтобы привести протез в действие.
Бионические протезы верхних конечностей помогают восполнять важнейшие утраченные функции человеческой руки – осуществлять вращательные движения в кисти, захватывать и удерживать предметы. Последние модификации бионических протезов снабжены специальными сенсорными датчиками, контролирующими усилие захвата предмета, в результате чего появляется возможность брать такие хрупкие предметы, как стеклянный бокал или куриное яйцо, не боясь при этом их сломать или раздавить. Бионические протезы нижних конечностей позволяют добиться плавного движения без рывков. При такой конструкции ходьба становиться комфортной даже по пересеченной местности, можно подниматься и спускаться по лестнице без посторонней помощи.
Протезы работают на блоке автономного питания, который необходим для обеспечения энергией всех остальных частей и электроники протеза. Используются литий-полимерные аккумуляторы с большой емкостью, которые обеспечивают длительную работу протеза без подзарядки. Бионические протезы при активном использовании могут проработать в течение целого дня, вечером перед сном их нужно снимать и ставить батарею на зарядку.
Современные протезы имеют достаточный функционал для различных бытовых действий, но ученые продолжают над ними работать и хотят добиться чувствительности протезов. Такая технология позволяет человеку ощущать протез, как собственную конечность.
Ученые уже создали протез ноги, подошва которого оснащена шестью сенсорами. Они считывают информацию о поверхности почвы, передают ее нервным окончаниям, сохранившимся в ноге, и затем данные поступают в мозг. Разработан также протез руки, на кончиках пальцев которой находятся чувствительные сенсоры. Сигналы передаются по проводам прямо в соответствующие осязательные центры в мозге. Датчики реагируют на прикосновение, давление и изменение температуры окружающей среды. Человек может чувствовать прикосновения людей, а также отдернуть руку, если почувствует высокую температуру.
Отправить на Email
Также читайте в номере № 13-14 (321-322) июль 2017 года:
-
Биогазовая станция «Лучки» празднует юбилей 
Биогазовая станция «Лучки» мощностью 2,4 МВт была построена компанией «АльтЭнерго» в Прохоровском районе Белгородской области. ...
-
Оборудование для малой энергетики: успешное импортозамещение 
Экономический спад, наблюдающийся в нашей стране как следствие низких цен на энергоносители, а также различного рода санкций, продолжает вносить коррективы в рост производства оборудования для малой энергетики. ...
-
VR-технологии: эффективный инструмент для обучения персонала 
Хотя технологии виртуальной реальности (VR, virtual reality) присутствуют на российском и мировом рынке более 20 лет, изначально они вызывали интерес преимущественно у промышленного сектора и опасных производств, поскольку являлись довольно дорогостоящими. ...
-
Крым: как найти выход из энергетического тупика 
С момента воссоединения Крыма с Россией одной из острейших проблем остается вопрос энергообеспечения полуострова. Проблема возникла, когда Украина прекратила энергоснабжение российского региона. ...
-
МРСК Сибири: новые векторы роста 
МРСК Сибири увеличивает инвестиции в развитие электросетевой инфраструктуры регионов присутствия: если в 2016 г. объем капитальных вложений составил 5,5 млрд руб., то в 2017 г. планируется 8 млрд руб., а в 2018 году – 10 млрд руб. ...
