Vítězný pokrok elektřiny, zvláště pak prakticky důležité upotřebení její v elektrotechnice, jakož i znamenité úspěchy léčení elektřinou vzbuzují nejen den ke dni rostoucí všeobecný zájem, ale i potřebu kruhů nejširších seznámiti se blíže se základními pojmy elektrickými. Jezdíme ve vozech elektrické dráhy, procházíme se po ulicích osvětlených obloukovými lampami, podivujíce se nádherně osvětleným skříním výkladním, bavíme se v divadle, kde nás překvapují světelné effekty světlem elektrickým dosažené, dočítáme se v denních listech neobyčejných zpráv o pecích elektrických, v jichž obrovském žáru připraviti lze látku řezající hravě nejtvrdší ocel, o telegrafii, která nevyžaduje drátů a kterou se v novější době umožňuje přenášeti depeše do vzdálenosti 2000 km beze všeho spojení. Ve veřejnosti i domácnosti opakuje se častěji slovo „elektřina“ a mnohý touží věděti více o záhadné této mohutnosti přírodní, než kolik mu podává příležitostná návštěva elektrárny, nebo rozmluva s řidičem vozu elektrické dráhy, zahájená po nápravě náhodou spálené pojistky.
Kdo spokojí se s málem a koho odstrašuje studium knížky, z nichž mnohá připomíná příliš živě přísnou tvář učitele či professora, nechť přečte tyto řádky, nehledaje v nich ovšem „nauky o elektřině“, ale pouze jednoduchý výklad základních pojmů elektrických, které nutno ovládati, máme-li porozuměti kterémukoliv úkazu elektrickému.
V lékařství užívá se v nynější době elektrického proudu velmi často a laika zastrašuje pohled na rozmanité aparáty a batterie spojené hrozivě nakroucenými dráty, neboť očekává nemilé pocity, maje pouze zkušenost nepříjemného účinku elektrické jiskry nebo střídavých proudů induktoria.
Bližší poznání tajemných dějů elektrických zbavuje této bázně a vzbuzuje k elektrickým metodám léčebným zaslouženou důvěru.
V druhé polovici století minulého spojeny byly jednotlivé nauky fysikální na základě principu, který pro výklad základních pojmů elektrických jest nezbytným. Princip tento předem zde vyložíme.
Zvedáme-li desetikilogramové závaží se země, abychom je položili na stůl, pravíme, že silou svých svalů překonáváme váhu toho tělesa. Váha tělesa objevuje se buďto jako tlak závaží, nalézá-li se toto v klidu, anebo jest příčinou zvláštního toho pohybu, který nazýváme volným pádem. Volný pád jest charakterizován na určitém místě povrchu zemského stálým urychlením, tj. stálou změnou rychlosti za jednotku času. Měříme tedy váhu tělesa nejen jeho hmotností (množstvím), ale i urychlením, které mu tíže (přitažlivost zemská) uděluje. Poněvadž pak rozmanité síly jako např. v hořejším případě síla váhu těles může udržovati v rovnováze, měříme sílu vůbec součinem hmoty a urychlení.
Působí-li síla proti silám jiným, takže tyto překážky podél nějaké dráhy překonává, mluvíme o vykonané práci, kterou jednoduše definujeme součinem síly a dráhy ležící ve směru působící překážky. Zvedáním břemen vykonáváme práci tím větší, čím větší síly překonáváme (čím těžší břemeno) a čím je větší výše, kam těleso zvedáme. Těleso vyzdvižené může se ovšem pohybovati zase k zemi, při čemž práci vykonává. Práce při zdvižení spotřebovaná rovná se práci pádem vykonané. Zvedáním nabývá těleso mohutnosti práci vykonati. Podobné mohutnosti vykonati práci čili energii ve smyslu širším, nabývají tělesa zahřátím, elektrisací atd. Energie rozmanitých tvarů, mechanická, tepelná, elektrická zářivá, chemická, mění se z jedné formy ve druhou, nikdy však z ní se ničeho neztrácí, nebo samo sebou nepřibývá. Práce, energie není za darmo, ale také ne nadarmo – toť jednoduchý význam zákona o zachování energie, od něhož při těchto úvahách vycházíme.
Promění-li se tedy práce mechanická např. v teplo, povstane vždy z určité práce určité množství energie tepelné. Jinými slovy jednotka práce mechanické odpovídá určité jednotce energie tepelné, určité jednotce energie elektrické atd.
Teď teprve pochopí čtenář, nač tento dlouhý výklad! Veličiny elektrické přímo měřiti nelze, možno však měřiti účinky mechanické, tepelné, světelné atd., které zjevům elektrickým připisujeme a kterými dle zákona o zachování energie veličiny elektrické číselně jsou určeny. Především tedy nutno k vysvětlení definici základních veličin elektrických uvésti některé jednotky mechanické.
Za základ zvoleny byly jednotky délky, hmoty a času; tak měříme délku na cm, hmotu na g a čas na sec. Všechny jednotky, které z těchto tří základních jsou odvozeny, nazývají se absolutními a systém jich často se poznamenává: (cm, g, sec).
Pohybuje-li se těleso rovnoměrně, tak že za každou vteřinu urazí dráhu 5 cm, jest rychlost jeho pět absolutních jednotek rychlosti.
Urychlení tíže v Praze jest 981 j. abs. to znamená, že při volném pádu přibývá rychlostí vždy o 981 cm za sec.
Některé jednotky často užívané mají své jméno, někdy jsou to jednotky absolutní, jindy s těmito souvisí známým jednoduchým způsobem.
Tak sluje abs. jednotka síly t. j. síla, která hmotě jednoho gramu uděluje urychlení jednoho cm za sec., dynou; milion dyn nazývá se megadynou. Podobně má zvláštní jména abs. jednotka práce, t. j. práce vykonaná silou jedné dyny po délce 1 cm. Práce tato sluje erg, milionkráte větší práce nazývá se megaerg. V praxi užívá se též jednotky práce, zvané „joule“, která se rovná 10 megaergům. Pojmem prakticky důležitým jest práce za určitý čas vykonaná, abs. jednotkou této intensity pracovní (výkonnosti) jest jeden erg za vteřinu. Praktickou jednotkou jest watt čili výkonnost jednoho joule za vteřinu. Mimo to užívá se v praxi starší jednotky výkonnosti tzv. „koňské síly“ určené prací 75 kilogramometrů za vteřinu. Kilogramometrem nazývaná práce vykonaná při zdvižení 75 kilogramů do výše jednoho metru.
Poněvadž kilogramem označujeme v době moderní pouze hodnotu, nikoliv pak váhu, upustilo se od starší jednotky práce, zvláště když novější jednotka práce „joule“ jest přibližně asi desetinou kilogrammetru.
Přesně jest určena koňská síla vztahem koňská síla = 735,5 watt = 0,7355 kilowatt, přibližně jest koňská síla (HP) asi tři čtvrtiny kilowatt.
Čtenáře snad zaráží tento výčet mechanických jednotek, o nichž se mu zdá, že nemají souvislosti s úkazy elektrickými. Nechť si však vzpomene na pokus, který jistě že viděl anebo sám opakoval. Třená tyč pečetního vosku přitahuje lehounká tělesa – jinými slovy nabývá vlastnosti, projevující se zvedáním hmoty do výše, vykonáváním práce. Onu vlastnost nazýváme elektrickou a jako vážením můžeme srovnávati hmoty, tak také měřením síly, kterou se přitahují neb odpuzují tělesa elektrická, můžeme měřiti množství elektřiny, nestarajíce se nikterak o hypothesu o vnitřní podstatě „elektřiny“.
Pokusy učí, že elektrického působení do dálky ubývá; známe-li zákon, jimž se vyjadřuje závislost působení elektrického na vzdálenosti elektrovaných těles, můžeme množství elektrické definovati.
Za absolutní jednotku elektrického množství prohlašujeme to množství elektřiny, které na stejně velké množství ve vzdálenosti 1 cm působí ve vzduchu silou jedné dyny.
Chceme-li charakterisovati elektrický stav nabitého vodiče, nestačí k tomu udání elektrického množství na vodiči, právě tak jako bychom neměli určité představy o hydrostatických poměrech v nádobě, o níž by bylo pouze známo, že obsahuje 10 litrů vody. V úzké nádobě dosáhne se hořejším množstvím vody tlaku na dno, v nádobě široké – týmž množstvím vody – tlaku pouze nepatrného. Analogicky můžeme týmž množstvím elektřiny různé vodiče nabíjeti různě. Přesvědčujeme se o této vlastnosti nabitých vodičů spojením jich v elektroskopy neb elektrometry, které ukáží účinkem mechanickým různě velkou práci elektrický onen stav charakterizující.
Přibližujeme-li tělesa souhlasně elektrická k sobě, vykonáváme práci; podle zákona o zachování energie nemůže se tato práce ztratiti, ale objevuje se jako potenciální energie elektrická, tj. energie, která se zase aktuálně, dynamicky projeví, když síly, jimiž elektrovaná tělesa byla přibližována, působiti přestanou.
K převádění elektrického množství z jednoho místa povrchu vodiče na jiné místo povrchu, není potřebí žádné práce; jinými slovy povrch vodiče má všude týž potenciál. Také v isolatoru vodič obklopujícím jsou plochy téhož potenciálu (hladiny), má-li však např. jednotka elektrického množství přejíti od jedné hladiny vzdálenější k hladině bližší, vykonává nebo spotřebuje při tom práci – velikostí této práce měří se potenciálný rozdíl v obou hladinách.
Ve skutečnosti rozhoduje vždy potenciálný rozdíl; je-li udán potenciál, je tím míněn rozdíl potenciálný daného místa a země, jejíž potenciál se považuje za stálou veličinu. Potenciály nižší, nežli je potenciál země, označují se znamením záporným.
Poly galvanického článku mají různý potenciál; při vodivém spojení může proto elektrické množství přecházeti s místa vyššího potenciálu na místo potenciálu nižšího.
Rozdělení elektřiny na povrchu vodiče záleží na tvaru vodiče. Má-li vodič tvar koule, jest toto rozdělení stejnoměrné. Různé velké koule, mají-li býti nabity na týž potenciál, potřebují k tomu různé množství elektřiny. Koule o poloměru 1 cm nabíjí se jednotkou elektrického množství na jednotku potenciálu. Poloměr koule vodivé měří její elektrickou kapacitu. Kapacita jest definována poměrem elektrického množství a potenciálu této elektřiny na povrchu vodiče. Velikou kapacitou vyznačují se kondensatory t. j. dva vodivé povrchy, oddělené od sebe vrstvou isolatoru (Lejdská láhev, Franklínova deska).
Kapacita jich záleží nejen na velikosti vodivých ploch, ale i na tloušťce vrstvy isolující a na povaze isolatoru. Kondenstor s isolující vrstvou paraffinu má dvakrát větší kapacitu, než týž kondensator, v němž jest isolatorem vzduch. Předešlé číslo sluje dielektrickou konstantou paraffinu.
Potenciálný rozdíl na dvou místech isolatoru způsobuje tlak na isolator; vyrovnání různých potenciálů vodičem děje se proudem, vyrovnání isolatorem elektrickou jiskrou. Obé jest podmíněno množstvím elektřiny, která prochází za určitý čas a velikostí potenciálního rozdílu, jenž výboj způsobil.
Aby elektrický proud trval, nutno potenciální rozdíl neustále udržovati. O zařízení, kterým se tak děje, pravíme, že jest zdrojem elektromotorické síly proudu. Elektromotorickou sílu měříme pak určitým rozdílem potenciálným. Při článku galvanickém povstává tato elektromotorická síla z chemické akce látek v článku se stýkajících, při dynamoelektrickém stroji z mechanické práce, která se spotřebuje při pohybu armatury v magnetickém poli elektromagnetu.
Množství elektřiny, které vodičem za jednotku času probíhá, nazývá se intensitou proudu. Různě intensivní proud způsobuje podél i uvnitř dráhy své různě veliké účinky. Málokterou energii lze tak snadno přeměniti v jinou, jako právě energii elektrickou – z toho plyne, že lze intensitu proudu měřiti na základě kteréhokoliv účinku, souhlas rozmanitých měření zaručen jest zákonem o zachování energie.
Pro definici jednotky intensity elektrického proudu zvolen byl účinek elektromagnetický, působení proudovodiče na magnetku. Proudovodiči dána jednoduchá forma kruhu, v jehož středu se nalézá magnetický pól. Proud má jednotku intensity, když působí délkou 1 cm na magnetický pól jednotlivý ze vzdálenosti 1 cm (oblouk kruhového vodiče jest veden poloměrem 1 cm) silou jedné dýny. Pro praxi zvolena za jednotku intensity proudu intensita desetkráte menší a dán jí název 1 ampére.
Absolutní jednotka intensity proudu, jak právě byla uvedena, nazývá se elektromagnetickou, dle svého odvození. Hledáme-li z této definice velikost elektromagnetické jednotky pro množství elektrické jako toho množství, jež při proudu intensity jedna za jednu vteřinu průřezem vodiče projde, najdeme veličinu, jež obsahuje 300 000 milionů jednotek elektrostatických.
Praktickou elektromagnetickou jednotkou elektrického množství jest ono množství, jež při intensitě jednoho ampére projde průřezem za 1 sec. Množství toto sluje ampérsecunda nebo 1 coulomb.
Jednotka elektromotorické síly definuje se z úkazu indukce. Známa jest totiž souvislost elektrom. síly, vznikající ve vodiči, jenž se pohybuje v magnetickém poli kolmo k silokřivkám, s délkou vodiče s rychlostí, jíž se pohybuje s intensitou pole magnetického.
Elektromotorická síla proudu indukcí v pohybujícím se vodiči vznikající má hodnotu jedné, když vodič 1 cm délky pohybuje se rychlostí 1 cm/sec. kolmo k své délce a kolmo k silokřivkám magnetického pole intensity jednotkové.
Tato absolutní jednotka síly elektromotorické jest velmi malá, byl proto pro účely praktické za jednotku zvolen její 100milionový násobek a nazván 1 volt. Přibližně má elektrom. sílu jednoho volt článek Daniellův, článek Bunsenův asi 1,9 volt, akkumulator 2 volt. Proudí-li vodičem proud intensity jednotkové při elektromotorické síle jednotkové, pravíme, že vodivý kruh klade proudu odpor jednotkový.
Praktickou jednotkou galvanického odporu, který vedle rozměrů vodiče (délky a průřezu) závislý jest na jeho jakosti, jest odpor vodiče, jímž při elektrom. síle 1 volt proudí proud 1 ampére. Praktická tato jednotka sluje 1 ohm. Odpor 1 ohmu má sloupec rtuťový průřezu 1 mm a délky 106,3 cm při temp. 0o. Kdybychom chtěli realisovati 1 ohm z drátu měděného 2 mm silného, bylo by k tomu potřebí délky asi 18 ½ metru.
Práci proudu elektrického určíme součinem elektrického množství a potenciálního rozdílu, výkonnost proudu součinem intensity a rozdílu potenciálního.
Prakticky měří se tato výkonnost ve volt – ampére čili 100,000.000 x 1/10 = 10milionovému násobku jednotek absolutních (erg za sec.).
Výkonnost práce 1 joule za sec. nazývá se, jak již uvedeno bylo, 1 watt, výkonnost tisíckráte větší 1 kilowatt.
Jak patrno z pojmu intensity, nutno násobiti intensitu časem, chceme-li obdržeti množství, podobně z výkonnosti dostaneme práci, znásobíme-li časem. Značí tedy název ampér-hodina elektrické množství, jež za hodinu při intensitě proudu 1 ampére průřezem vodiče proběhlo, podobně název kilowatt-hodina značí práci, kterou stroj pracuje výkonností tisíc watt vykonal během jedné hodiny.
Promyslí-li čtenář uvedené definice a seznámí-li se s příslušnými názvy, porozumí, kterak možno energii elektrickou prodávati právě tak jako uhlí a jiné hořlavé látky, v nichž ukryta jest energie tepelná.
Energii proudu elektrického lze nejen přeměniti v rozmanité energie jiné, jako tepelnou, světelnou, chemickou atd., ale též měniti v důležitých těch jeho faktech, totiž intensitě a síle elektromotorické. Proudy mocné intensity a malé síly elektromotorické lze transformovati na proudy slabé, ale o vysoké síle elektromotorické a naopak. Proudy stejnosměrné, o kterých dosud byla řeč – lze měniti na proudy střídavé, skládající se z jednotlivých proudů, třeba jen nepatrný zlomek vteřiny trvajících a směr svůj střídajících. Prof. Dr. V. Novák.
Obr. Místa, kde se přikládají elektrody při galvanování na hlavě a na krku
První počátky používání elektřiny k účelům lékařským spadají prý do dávných dob starověku. Tenkráte chovány byly zvláštní ryby (snad kupř. rejnok elektrický) ve velikých vodních nádržkách, aby nemocným lidem tam se koupajícím rány zasazovaly a tím je sílily a uzdravovaly. Potom po celá dvě tisíciletí léčení elektřinou žádného spolehlivějšího a účelnějšího způsobu nedosáhlo. Ba ještě ani tenkráte pravý pokrok v užívání elektřiny k potřebám lékařským se neobjevil, když již dosti vhodný přístroj pro léčení statickou elektřinou (1745) čili pro franklínování a přístroj pro léčení indukovaným proudem (1831) čili pro faradování dobře byl znám.
Teprve práce Duchennovy r. 1847 – 1850 uveřejňované první jasný názor podaly o tom, co a jak na chorém lidském těle elektrováním léčiti by se mohlo. Duchenne totiž první pozoroval, že elektrický proud chvěje určitými svaly právě toho místa, kde se na neporušenou kůži lidskou vlhká elektroda pevně přitlačí. Postupně pak zjistil, na kterých bodech a v jak velikých prostorách na každý jednotlivý nerv a sval elektřinou působiti možno. Tyto jeho výzkumy byly v lékařství hned využitkovány a elektřině trvalé prakticky upotřebení především k léčení nemocí nervových a svalových zajistily. Duchenne přihlížel jenom k účinkům faradického proudu.
Skoro současně s ním Remak konal pokusy, zdali by konstantního proudu galvanického čili galvanování k lékařským účelům upotřebiti se dalo, neboť v té době fysikové (Daniell, Bunsen) již trvalé a levné galvanické batterie sestrojili a se silným, konstantním proudem galvanickým bezpečně pracovati dovedli. Tím spojil Remak pokrok ve znalosti elektřiny s pokroky, jež mezi tím učinila věda lékařská v poznávání zdravého i nemocného těla lidského vůbec a hlavně opět jeho ústrojí nervového.
Od té doby, čím přesnější stroje elektrické byly vynalézány, tím přesněji účinek slabého nebo silného elektrického proudu na ústrojí lidské byl zkoumán a tím přesnější léčení elektřinou mohlo býti zaváděno.
Ale nejenom léčení elektřinou, elektrotherapie, nýbrž i poznávání nemocí nervových a svalových pomocí elektřiny, elektrodiagnostika se vyvinula. Elektrický proud lékařům tedy nyní ukazuje, zdali např. ochrnutí některého údu podmíněno jest onemocněním mozku nebo míchy, t. j., zdali jest centrálního původu, nebo zdali nehybnost údu vznikla jedině přímým onemocněním jeho svalů a nervů, t. j., zdali jest periferního původu. A na základě odlišování tohoto usnadňuje elektrický proud lékařům ještě i předpověď o tom, zdali nemoc jest rázu těžkého, nebo zdali lehce asi proběhne.
K vývoji vědecké elektrodiagnostiky a elektrotherapie značně přispěly Pflügerovy pokusy o napjetí dráždivosti elektrické (elektrotonus) na nervu žabím. Vedeme-li konstantní proud žabím nervem, vzniká v okolí – polu, kathody, pásmo se zvýšenou dráždivostí tj. katelektrotonus. Naopak, v okolí + polu, anody, vzniká pásmo se sníženou dráždivostí, nazvanou anelektrotonus. Dle toho všeobecně se usoudilo, že pol záporný ústrojí nervové dráždí a pol kladný že je utišuje. A. Brenner na základě tom uspořádal svou pólovou methodu proudem galvanickým. Ale svrchu dotčený Remak již před Brennerem postavil svou methodu směrovou, při níž hlavní váhu kladl nikoli na poly, nýbrž na směr proudu galvanického. Tvrdil, že některé nemoci mají se léčiti proudem procházejícím od míchy ke končetinám, t. j. proudem sestupujícím a jiné proudem běžícím od končetin k míše čili proudem vystupujícím. Která z obou právě zmíněných method jest lepší, dosud není určitě rozhodnuto. Taktéž není ještě zúplna jisto, kdy jest lépe na nemocné tělo elektrody nehybně přiložiti, elektrovati stabilně, a kdy jest lépe jednou, účelně zvolenou elektrodou tělo jaksi potírati, elektrovati labilně; nebo kdy se má při stabilním elektrování proud přerušovati (intermittovati), a kdy se má směr jeho v určitých malých přestávkách převraceti (Voltovy alternativy). Zajisté asi každá methoda v příhodně zvoleném případě ukázati může své přednosti.
Dlouholetá zkušenost předpisuje asi následující všeobecná pravidla: Především hleďme vystačiti s málem! Elektrování nesmí trvati příliš douho. Častokráte postačí ½ - 2 minuty. Některý nemocný může býti elektrován jenom ob den, jiný třeba denně, i dvakrát denně. Ve vleklých případech nejednou se osvědčilo po šestinedělní až osminedělní léčbě po celý měsíc elektrování přerušiti a teprve po tak dlouhé přestávce započíti léčení elektřinou znova. Podobně není radno užívati hned velmi silného proudu a lekati nemocného jeho prudkým účinekm. Příkaz elektrovati naprosto neznamená dělati někomu bolest. Stačívá galvanický proud té síly, aby nastalo lehké pálení kůže, a jest dostatečně silným ten proud faradický, který vyvolává mírné stahování se svalů. Ale bez řádných přístrojů, které sílu účinkujícího proudu přesně odměřují, tj. bez galvanometru, voltametru, elektrodynamometru, faradimetru, neb aspoň Dubois-Reymondových sáněk elektřinou vůbec léčiti nelze. Také však ani intelligentní člověk, jenž s elektrotechnikou dobře obeznámen jest, nemoha své fysikální vědomosti sloučiti s nezbytnou znalostí lidského těla a jeho potřeb, léčiti elektřinou sebe nebo jiné troufati si nemá. Tím méně laik.
Léčiti elektřinou přináleží jedině lékaři. Jedině ten je s to, aby pro naskytnuvší se onemocnění příhodný elektrický proud a přístroje dobře zvolil a přiměřenou methodu, sílu proudu a čas léčení předem si ustanovil. Každý jiný zachází s elektřinou tak lehkomyslně a tak neopatrně, jako se zacházívá s mnohou nebezpečnou hračkou.
I slabý proud elektrický účinkuje na lidské tělo očividně a značně (katalyticky). V první řadě nápadnou jest jeho působnost na nervy cévohybné a oběh krevní. Oba poly stejně vyvolávají nejprve stažení cév. Ale za krátko stažení cév mizí a cévy nad obyčej se roztáhnou. Oběh krevní zbaven tak překážek, stává se mocnějším. A již tedy tím důsledkem, kde lepší oběh, tam lepší výměna látek a tělesná výživa, elektřina stav lidského zdraví upravovati dovede. Vedle toho však nepozorovatelně pozměňuje tělo svými účinky elektrolytickými, to jest vzbuzováním chemických pochodů ve všech součástkách, jimiž právě galvanický proud probíhá. Záporný pol poutá k sobě vodík a alkalie, kladný pol kyslík a kyseliny, čímž v elektrovaném údu nastávají nepochybné změny, jak co se týče jeho tělesného složení, tak i co do jeho výkonné schopnosti. Přímou katalysou rozpouští se tudíž nádory a nechávají se vstřebávati nehnisavé výpotky v kloubech a v pochvách svalů a nervů. Nepřímou katalysou zove se působení elektrického proudu na výživné ústřední nervstvo. Hledíme je pokud možno prováděti galvanováním nervu sympatického, čímž zlepšení oběhu krevního a výživy najednou v celé onemocnělé části těla docíliti se chce. Další léčivé účinky projevuje galvanický proud tím, že probíhajíce od polu kladného k zápornému, s sebou na tu cestu strhuje mnoho tekutiny a s ní nejenom rozpustné léčivé látky, nýbrž i malé částečky hmotné, např. drobounká zrnka barviv. Zjev ten jmenujeme kataforesou. Nápadný rozdíl její od elektrolysy spočívá v tom, že živoucí tělo nedoznává při kataforese tak podstatných změn, jako při elektrolyse, nýbrž že chová se proti ní úplně trpně. Dále liší se kataforesa od elektrolysy tím, že omezena jest pouze na anodu, kdežto elektrolysa na anodě i katodě své působení (někdy až nemile, poleptáním) současně projevuje.
Nedávno do lékařství zavedenými novinkami jsou střídavé proudy, které vyrábějí veliké stroje elektrodynamické. Střídavými nazývají se proto, že jejich poly svá místa střídají. Kde v jednom okamžiku nalézá se pol kladný, tam za jistou chvilku čili periodu nalézá se již pol záporný a zase naopak. Střídavý proud o poměrně nízkém napjetí asi 120 volt a s poměrně volným střídáním polů, čili o málo, asi 50 periodách za sekundu, pojmenován byl proudem sinusovým nebo Voltovým a užívání jeho v lékařství nazváno bylo sonusováním nebo voltováním.
DÁrsonval do sinusového proudu vepnul kommutator, kterým zpětný proud stále prvotní směr obrací. Tím vytvořil sice proud tak stejnosměrný, jako jest galvanický, ale přece od něho se lišící. Rozdíl spočívá v tom, že galvanický proud má trvale stejný směr a jednostejné napjetí, kdežto kommutatorem upravený proud sinusový má trvale stejný směr a stále silné napjetí. Jeho napjetí z Ø volt dejme tomu ke 120 voltám roste a zase klesá, jako vlna se neustále pohybuje. Proto bylo mu dáno jméno proud vlnivý čili undulatorní.
Střídavý proud o několika, třebas až 250 milionech period za sekundu, a o napjetí třebas až 10 milionů volt pojmenován byl dle vynálezce svého Tesly proudem Teslovým. Pro lékařské potřeby prvně ho použil Arsonval, pročež užívání Teslova proudu v lékařství nazýváme buď teslováním, nebo též arsonvalováním.
V lékařství používá se kataforesy tenkráte, když celé ústrojí tělesné nějakým lékem rychleji a stejnoměrněji proniknouti hledíme, nežli by se toho vnitřním užíváním, nebo podkožním vstřikováním snad docíliti dalo. Tak např. provádíme celkovou kataforesu železa u chudokrevných, kataforesu lithia u dnavých, kataforesu rtuti u syfilitiků. Částečnou kataforesu kokainu zavádíme při prudkých bolestech malých, povrchních míst, jako např. na nejcitlivějších místech neuralgií.
Elektrodiagnostika jest poznávání nemocí dle toho, jak velikou a jako činnost nervy nebo svaly na podnět elektrického proudu projevují. Tento projev nazýváme elektrickou reakcí nebo říkáme, že nervy a svaly na podnět elektrický reagují.
Zdravý citlivý nerv, jsa určitě silným elektrickým proudem podněcován, projevuje svou reakci vždycky určitou, přiměřenou bolestí; zdravý hybný nerv a sval reagují určitým, přiměřeným pohybem.
Avšak vzbuzené pocity a pohyby neposuzují se při elektrodiagnostice pouze dle jejich velikosti (reakce qualitativní). Rozlišuje se totiž, zda-li pocity a pohyby rychle a živě nebo pomalu a líně vznikají. Na základě tom mluví se o reakci zvýšené, snížené nebo vymizelé, ztracené.
Jsou již sestaveny tabulky s průměrnými hodnotami všech pravidelných reakcí ústrojí zdravého. Také vypozorovány a stanoveny jsou již změny qualitativních a quantitativních reakcí, jaké nemocný hybný nerv a sval na podnět elektrický pravidelně ukazují (reakce zvrhlosti). Kdežto však zdravý nerv a zdravý sval obdobně reagují, onemocnělý nerv hybný jinou reakci, než-li sám onemocnělý sval, jeví.
To jsou povšechně asi hlavní vodítka, jimiž lékař se řídí, aby pomocí elektrického proudu buď galvanického nebo faradického rozeznal, jde-li – dejme tomu při nahodile se naskytnuvší atrofii svalů – o onemocnění původu mozkového nebo míchového, neb o nemoc pouze v jednotlivém nervu vzniklou nebo čistě jenom na svalstvo omezenou.
Ze všeho patrno, že laik, neznaje elektrodiagnostiky, ani samostatně, ani správně elektřinou léčiti nedovede.
Galvanokautstika
I zběžným pohledem na různé druhy elektrického světla přesvědčujeme se, že elektrický proud za vhodných poměrů uhlí a kovy snadno a rychle rozžhavuje. Galvanokaustikou zove se tedy zužitkování těchto tepelných účinků elektřiny k účelům lékařským.
Přístroje, jejichž rozžhavenými násadci se operuje, nazývají se galvanokautery. Tvary násadců přizpůsobeny jsou nahodilé potřebě. Někdy násadec představuje celý nožík, a operateur jím skutečně také jak ostrým nožíkem ocelovým tkáň zdravou od nezdravé odděluje. Jindy jenom malá drátěná klička, do níž byl před tím za studena lékař vyčnívající nádorek zachytil, se rozžhavuje. V dutině ústní a hrtanové např. jenom malou destičkou povrchní vřídky, vyrůstky a zduřeniny rychle se spalují, místo aby se kyselinami zdlouhavě vyleptávaly.
Galvanokaustické operování výhodno jest ve všech těch případech, při nichž záleží na tom, zabrániti mnohému, ale drobnému krvácení. Plochy žhavým galvanoukauterem řezané pokrývají se totiž okamžitě příškvarem, který bezpečně zavírá otevřené cévy. Připálením řezných i nahodile vzniklých ran provádí se také jejich vydatná desinfekce. Proto galvanokauteru podobně jako Paquelinova thermokauteru, užívá se při operacích v dutině břišní. Operace do červena rozžhavenou jehlou nazývá se ignipunkturou.
Galvanolysa čili elektrolysa
Přiměřeně silné kovové dráty tak lehce vedou určité množství elektřiny, že ani na nich nepozorujeme, zdali jimi proud skutečně právě prochází, čili nic. Proto kovy řadíme mezi dobré vodiče, nebo mezi vodiče I. třídy. Naproti tomu klade čistá voda takový odpor elektřině, že jí proud takřka ani proniknouti nemůže. Touto svou vlastností je tedy voda příbuzna sklu a kaučuku, které počítáme mezi nevodiče neb isolátory. Látky, které elektřinu sice vedou, ale obtížně, neboť se při tom značně zahřívají a lučebně rozkládají, řadíme mezi vodiče II. třídy. K nim především přináleží roztoky solí, a pak také lidské tělo.
Účinek elektrického proudu na lučební složení vodičů II. tř. zove se elektrolysou. Vodiče, které právě změnám elektrolytickým podléhají, označujeme co elektrolyty. Proto také lidské tělo po dobu svého elektrování představuje elektrolyt.
Obr. Jak probíhá proud z jedné elektrody do druhé při galvanování na zádech
Lučební součástky elektrolytickým rozkladem vodičů vzniklé nazýváme ionty. Hromadí se jen tam, kde kovové (výslovně podotýkáme: nikoli vlhkým povlakem opatřené) elektrody přímo na elektrolyt pevně jsou přiloženy. Na anodě vylučují se kyselé, na katodě zásaditě ionty. Z té příčiny vzniká působením elektrolysy na kůži lidské u +polu poleptání a příškvar suchý a tvrdý s následující svrašťující se jizvou jako po kyselinách, kdežto na –polu vzniká vlhký měkký příškvar s následující pružnou jizvou, jako po žíravinách. Nepozorovatelné změny, které elektrický proud během elektrolysy zevní ve všech hlubších vrstvách tkaní tělesných vyvolává, nazýváme vnitřní polarisací.
Lékařské provádění elektrolysy řídí se svrchu popsanými jejími účinky. Když jest potřeba rozpustiti, nebo ke vstřebání se příměti i dosti hluboko pod neporušenou kůží nalézající se chorobnou tkáň, např. vole, zabodává se do těla elektroda podoby jehly (z toho název galvanopunktura čili elektropunktura), která spojuje se se záporným polem. Také vlasy na nepravém místě vyrůstající touto metodou (radikální epilace) trvale se odstraňují.
Jde-li o to, aby např. chorobné výpotky tělesných dutin, nebo krev v rozšířených cévách se srazily, zabodáváme do příhodných míst jehlu spojenou s kladným polem. Aby druhý pol, jehož účinku si nepřejeme, na zdravém místě nemile nepůsobil, činíme jej elektrolysy neschopným tím, že za elektrodu volíme širokou, plochou destičku kovovou, která tlustou vrstvou plátna jest obalena, a kterou mimo to dobře navlhčujeme.
Současným vbodnutím kladné i záporné jehlovité elektrody rozrušují se a k vstřebávání se nabádají nádory vnitřní i zevní a hlavně vady kosmetické, jako jsou znamení a bradavice.
Celkem se však nyní galvanopunktury ve vážných případech vnitřních onemocnění málo používá a také elektrolytické leptání povrchních vředů plochými, hladkými elektrodami kovovými nahrazuje přesnějšími a účinnějšími výkony chirurgickými.
Galvanování
Jest podnes nejspolehlivější spůsob elektrování již z toho důvodu, že to množství a ty síly galvanického proudu, jimiž na tělo lidské působiti zamýšlíme, můžeme galvanometry a voltmetry snadno a přesně odměřiti, kdežto k odměřování jiných proudů tak bezpečných měřidel nemáme.
Účinky galvanického proudu jeví se předně takovými změnami, které i na mrtvé hmotě pozorovati lze, a které nazýváme galvanolysou (v. t.) a kataforesou (v. t.). Že živé tělo lidské může býti tak dobře, jako těleso neživé trpným elektrolytem, pochopujeme hned, když si připomeneme, že ústrojí lidské skládá se asi z 75 % vody, ve kteréž veliké množství ústrojných i neústrojných solí jest rozpuštěno.
Ty galvanováním na povrchu i uvnitř těla mezi poly (interpolárně) rozlučují se v ionty. Z nich vodík a kovy táhnou se k –polu a tvoří kationty, kyseliny a prvky halové hromadí se na +polu a tvoří anionty.
Tím lze částečně vysvětliti léčivost galvanického proudu při nemocech vznikajících nedostatečnými lučebními přeměnami v těle, mezi nimiž za příklad uvésti lze dnu. Elektřinou chorým tělem procházející podporuje se asi okysličování, lučební rozklad a přeměna urátů v těle se hromadících ve sloučeniny tělu neškodné. Když pak je kůží nebo jinými přirozenými cestami tělo ze sebe vymýtí, stává se zdravým.
Avšak pro většinu případů onemocnění, a to hlavně nervových, předešlý výklad léčivosti galvanického proudu jest nevhodný. Tu léčivá moc galvanického proudu vysvětluje se tím, že v první řadě veškeré citlivé, hybné, cévami a výživou ovládající nervstvo a tím v druhé řadě také veškeré svalstvo i všechna jednotlivá ústrojí k větší a dokonalejší činnosti podněcuje a vzpružuje nebo nesprávnou jejich činnost upravuje a uklidňuje. Tyto právě vylíčené účinky galvanického proudu nazýváme účinky katalyckými. Avšak ještě mnohými jinými jmény naznačujeme katalytické účinky galvanického proudu. Říkáme, že má vlastnosti: stimulující či vzpružující, tonizující či sílící, občerstvující, modifikující, konejšivé, uspávající, antineuralgické, antispastické či křeče tišící, antiparalytické či obrny hojící, vasomotorické či cévohybné, sekretorické či vyměšující, trophické či vyživující, resorbující či vstřebávající, protizánětlivé, bakterie hubící a jiné ještě.
Aby právě žádoucí účinek zřejmě se objevil, toho docíliti lze vhodným výběrem vhodných elektrod, přiměřeným odměřením, jakou silou a jak dlouho galvanický proud na nemocného tělo působiti má. Konečně pak a hlavně jest nutno správně voliti ta místa, kterými hlavní proud elektřiny procházeti má.
Pro všechny tyto poměry nejsou sice dosud stanoveny nezvratně přesné vědecké předpisy, ale ze zkušenosti přemnoha vynikajících učenců sestavena jsou pravidla a sestrojeny dobré návody, kterými při léčení galvanickým proudem jest možno bezpečně se říditi.
Dle pořadu nahoře stanoveného nejprve o elektrodách se zmíníme.
Z dvojice elektrod ta, jež spojena jest s polem, kterým na tělo působiti zamýšlíme, nazývá se elektrodou činnou (aktivní). Druhá, která spojena jest s polem, jehož působení žádné váhy nepřikládáme neb odmítáme, zove se nečinnou (indifferentní). Někdy jest tedy činnou elektroda +polu a nečinnou elektroda –polu, jindy destičky kovové neb ohebné síťky drátěné, které vrstvou hojně vodu ssajících látek: rašeliny, vaty, pijavého papíru, flanelu a. j. jsou opatřeny a silným plátnem potaženy. Z toho obalu vyčnívají pouze svorky, jimiž drát vedoucí proud ze zdroje elektřiny pevně se přišroubuje. Ohebných elektrod nečinných nyní hojně se upotřebuje z toho důvodu, že v celém rozsahu svém i na prohloubené útvary těla dobře přilehnouti mohou. Kromě toho přimykají se pružnou páskou kolem příhodných částí těla tak pevně, že není třeba, by se nemocný pozorným držením nečinné elektrody po celou dobu elektrování zbytečně namáhal nebo lékař v práci si překážel.
Tvary a velikosti činných elektrod jsou velmi rozmanity. Nejčastěji upotřebuje se pro galvanování povrchu těla elektrod podoby malé kuličky nebo knoflíku nebo destičky, jež – jak samo sebou z předešlého se rozumí – potaženy jsou látkami vodu dobře ssajícími. Elektrody užívané pro elektrování dutiny zubní, nosní, ušní, ústní, hrtanové, žaludku, konečníku, měchýře, dělohy a válcovitá elektroda, kterou současně s elektrováním lze také masáž prováděti, jsou tak upraveny, aby úkolu svému co nejlépe hověly.
Aby pro elektrodu dle tvaru případně vybranou také vhodná velikost dobře volena byla, jest třeba na paměti míti, že elektřina nejhustším proudem a nejkratší cestou plyne od elektrody k elektrodě.
Z malé kuličkovité elektrody činné vybíhá proud takřka v jeden silný paprsek soustředěný, kdežto z veliké, ploché elektrody činné vychází proud v mnoho slabých praménků roztříštěný.
Malou nebo velkou elektrodu lze tedy zajisté docíliti různých účinků galvanování i tenkráte, když prvotní síla elektrického proudu zůstává stále stejná. Jest skoro totéž, zastihne-li nemocné místo proud slabý, ale soustředěný, nebo proud prvotně silný, ale rozptýlený.
Proto, aby při návodech a zprávách o léčení elektřinou panovala shoda, byl za průměrnou normální hodnotu oné soustředěnosti nebo lépe řečeno hutnoty proudu (H) stanoven poměr elektrické síly čili intensity (x MA = J) k ploše činné elektrody (x cm2 = Q) : H = J/Q = 1/18. To znamená: normálně hutným jest ten proud galvanický, jenž jsa silným 1 MA vychází z činné elektrody plošného rozměru 18 cm2.
Radí-li se pak, že při galvanování hlavy nutno toho dbáti, aby hodnota mozkem procházejícího proudu byla menší, nežli normální hodnota, víme hned, že potřeba jest tu voliti buď slabší proud, nežli 1 MA nebo větší elektrodu, nežli plochy 18 cm2. Doporučuje se proud o 0,5 MA a elektrody o 50 cm2, tedy aby H rovnalo se 1/00. Radí-li se naopak, že pro galvanování, dejme tomu, končetin přípustný jest proud větší, nežli normální hutnoty, víme hned, že můžeme voliti buď silnější proud, nežli 1 MA nebo menší elektrody, nežli o 18 cm2. Proti silným ischiadickým bolestem doporučuje se např. proud až i o 10 MA a elektrody o 20 cm2, tudíž H = 1/2. Tím jsme arci uvedli krajnosti.
Větší elektrody skytají výhodu, že rozptýlením elektrického proudu hned při vstupu jeho do těla předejdeme palčivé bolesti a zjevy elektrolytické. Aby elektřina co nejjemněji do těla vnikla, o to jest postaráno koupelemi elektrickými (v. t.). Za to právě z té příčiny, aby na malých elektrodách elektrolysa se značnou měrou neprojevovala, neužíváme k navlhčování malých elektrod slabého roztoku soli kuchyňské nebo kyseliny sírové, ačkoli se doporučovalo těmito lučebními prostředky stupňovati jejich vodivost.
Umísťovati elektrody hledíme vždycky tak, aby proud elektrický největší hustotou svou právě sídlem onemocnění procházel neb aby těmi body pronikal, kde nervy a svaly ležíce blízko povrchu kožního nejsnadněji podnětu elektrickému jsou přístupny.
Z těchto bodů sestaveny jsou jakési plány lidského těla, jimiž ovšem jenom lékař, chtěje býti o správném léčení svém bezpečen, říditi se dovede. Pouze aby představa věci se usnadnila, podáváme zde takový plán hlavy dle Erba.
Jinak o těchto podrobnostech pomlčíme, avšak aspoň způsoby galvanování celého nervového ústředí povšechně naznačíme a účinky jeho zcela stručně probereme.
Přiložíme-li elektrody na hlavu (v obr.) tak, že jednu z nich dáme do středu čela a druhou až do středu záhlaví nebo – jednu na hrbol čelní a druhou podél hlavy na hrbol záušní téže strany nebo – jednu na levý spánek a druhou napříč na pravý spánek nebo – jednu nad levé ucho nebo za ně a druhou nad pravé ucho nebo za ně, nebo – jednu na levý hrbol čelní a druhou křížem na pravé záhlaví a jinak podobně, můžeme nejenom celou hmotu mozkovou účinkům galvanického proudu podrobiti, nýbrž i přímo jeho jednotlivé malé oddíly, závity a jádra dle libosti elektrickým proudem pronikati. Jeho kostěná schránka, lebka, není tomu valnou překážkou. A tak lze galvanováním mírniti jak tělesné choroby hlavy, jako její bolest, tlak, tupost, tíži, tak i poruchy činnosti nervové, jako duševní únavu, skleslost, zádumčivost, nespavost a podrážděnost.
Také mícha elektruje se podélně umístěním jedné elektrody v týle a druhé na kříži a příčně umístěním jedné elektrody na páteři a druhé v předu třeba na hrudní kosti. Galvanování míchy vzbuzujíc v těle příjemný pocit tepla uklidňuje je a občerstvuje. Vnitřní ústroje svůj obor činnosti odměšující a vyměšující lépe obstarávají, končetiny horní i dolní nabývají síly, pružnosti a vytrvalosti. Dostavuje se i jistota nohou při chůzi.
Závisí to mnohdy jenom na lepším nebo horším provádění všech svrchu naznačených předpisů, že jednou jest zdar léčení elektřinou lepší a podruhé horší.
V některých případech onemocnění současně se galvanuje i faraduje. Tento spůsob elektrování nazván byl wattevillováním.
Faradování
Faradický proud vzpružuje především ochablou činnost tělesných ústrojí. Proto praví se o něm, že účinky jeho jsou hlavně vzpružovací čili stimulující. Vedle toho připisují se mu též účinky katalytické. Vzhledem k prvnímu způsobu účinků doporučuje se tedy faradování ve všech těch případech onemocnění, kde slabá nebo malá nebo zleněná, zkrátka nedostatečná a nepravidelná výkonnost nervů, svalů i jednotlivých vnitřních ústrojí mohla by dosavadnímu stavu zdraví způsobiti dalších pohrom.
Faradují se svalohybné nervy a svaly údů, které kupř. pro záněty kloubů nebo zlomení kosti staly se na čas k pohybu nezpůsobilými. Pro tuto svou nezpůsobilost svaly by vyhubly a seslábly. Staly by se konečně samostatné činnosti takřka neschopnými, kdyby faradický proud svaly ke smršťování se nepodněcoval a takovým tělocvikem jejich ztracených pohybů nenahrazoval.
Podobně povzbuzuje faradování žaludek, střeva i měchýř k pravidelné činnosti a odstraňuje tím zácpy a pičkání a předchozí různé katary.
Faradováním nervů bránicových lze bránici ke pravidelnému, občasnému stažení se podněcovati a těmito jejími pohyby umělé dýchání při otravách jedovatými plyny zavésti.
Faradování kůže zvyšuje zpočátku její citlivost, po delším čase pak činí ji necitelnou proti pocitu bolesti. Přímo však bolesti nemírní, nemá vlastních účinků modifikujících, nýbrž citlivé nervy předrážděním otupuje. A tak tedy také faradováním na příklad silné bolesti neuralgické a rheumatické zapuditi lze.
Ani proti čistým ochrnutím nejeví faradický proud dostatečnou moc. Kde ochrnutí svalstva ukazuje se ve spojení s atrofií, tam ani faradování údy před dalším vyhubnutím nezachraňuje. Jestliže nemocný ochrnul onemocněním mozku nebo míchy, údy jeho ani tenkráte nápadně neatrofují, když nejsou zcela nic faradovány. Jest dokonce skoro zbytečno, aby takovému nemocnému faradickým proudem snad ještě bolest byla působena.
Katalytické účinky jeví faradický proud tím, že kůže, jsouc suchou elektrodou t. j. štětcem nebo kartáčem z měděných drátků faradována, nejprve zbledne, načež za malou chvíli zčervená. Ale současně také cévy na povrchu mozku nejprve se stáhnou a později rozšíří. Faradování kůže levé strany těla vyvolává překrvení pravé poloviny mozku. Faradování kůže břicha vzbuzuje překrvení útrob břišních a nedokrevnost mozku, kteráž i mdlobu někdy za následek míti může.
Vedle těchto a obdobných účinků na cévy (účinky vasomotorické) a na oběh krevní, působí zajisté proud faradický také na změnu výživy jednotlivých částí tělesných (účinky trofické) a může docíliti vstřebání se výpotků a otoků, ku příkladu při pozánětlivém zduření kloubů a žláz.
Proudu faradického užívá se konečně také v těch případech, při nichž jest radno bezpečně vyvarovati se elektrolytických účinků proudu galvanického. Takové případy naskytují se nejspíše při onemocnění ústrojí vnitřních a elektrování dutin tělesných. K jejich faradování, jakož i tenkráte, když chceme faradickým proudem působiti hlouběji, než-li na kůži, užíváme nekovových elektrod vlhkých. Faradování hlavy sprostředkuje někdy lékař místo elektrody svou vlastní holou ruku do faradického proudu vepnutou tím, že ji na sídlo bolesti přikládá (Fieberova elektrická ruka).
Voltování či sinusování
Zoveme léčení elektrickým proudem voltickým nebo sinusovým, jenž na rozdíl od střídavého proudu faradického vyznamenává se pravidelností změn směru proudu, nepřerušovaným průběhem a stejnoměrnou výši jeho napjetí. Ale právě těmito rozdíly proud voltový předčí proud faradický, neboť voltováním nevzbuzuje u elektrod tolik bolestných pocitů jako faradováním a je tudíž možno používati mnohem silnějšího proudu voltického, nežli faradického.
Zavíráním a otevíráním galvanického proudu vedeného z baterie vzbuzuje se v samostatné prvotní cívce faradického přístroje zvláštní protiproud (extracourant), jenž při zavření proudu galvanického seslabuje jej a při přerušení proudu galvanického sesiluje jeho účinek.
Také tímto protiproudem se léčí a lze říci, že podstata léčby záleží v účincích přerušovaného stejnosměrného proudu.
Obdobnou léčbu představuje tak zvaný proud vlnitý či undolatorní, jenž získává se z voltového proudu tím způsobem, že buď komutatorem voltový proud střídavého směru na proud jednosměrný upravuje nebo, že jeden směr střídavě měnivého proudu z působnosti se vylučuje. Takto přerušovanému stejnoměrnému proudu říká se přesněji proud strkavý nebo hrkavý. Názvosloví není ještě v češtině ustáleno. Nám zdá se přiměřenější jméno druhé, jež jeví obdobu s proudem vody, jež v přestávkách někam hrkne a opět hrkne.
Zdroj: Domácí lékař, lékařský rádce zdravých i chorých. Praha 1902
Převzato z časopisu CzechIndustry 3/2022