Elektrostimulator Elmag MK75

Danas je nabavljen mali džepni elektrostimulator (točnije magnetostimulator) za osobnu medicinsku terapiju oznake Elmag MK75 (P 617-88) slovenskog proizvođača Poznik Celje iz 1980-tih godina.

Poznik Celje (Tehnologije Poznik) je privatno slovensko poduzeće koje je u 1980-tim godinama osnovao Vili Poznik te je i danas prisutno na tržištu. U našim objavama već smo opisali jedan proizvod ove tvrtke naziva Antidecubitus sistem MK75-E5-60. Tvrtka se danas veže isključivo uz proizvode iz područja alternativne medicine, kao što su memorijske vode, radioestezija, orgonit, razni predmeti i flasteri za zaštitu od elektromagnetskog i svih drugih navodno štetnih zračenja općenito. Takvi (čudotvorni) uređaji su zbog jeftine proizvodnje i visoke naplativosti već preplavili tržišta sa svih strana iako zapravo ne postoje relevantni, objektivni i nepristrani dokazi za njihovu djelotvornost koji bi se mogli znanstveno objasniti. No, alternativna medicina je poput religije – tko želi, taj vjeruje. I jedno i drugo se uvijek dobro prodavalo 🙂

Prema uputama, Elmag MK 75 je elektrobiološki stimulator, koji proizvodi pulsirajuće niskofrekventno magnetno polje frekvencije 2-24 Hz. Kombinacijom DIP prekidača u tom opsegu može se namjestiti jedna od 15 frekvencija. Za razliku od većine elektrostimulatora gdje se struja niske frekvencije preko elektroda izravno propušta kroz kožu pacijenta, Elmag MK 75 je “bežični” stimulator koji proizvodi magnetsko polje, a kojim se onda djeluje na bolno mjesto pacijenta. To je dakle nešto slično tzv. liječenju magnetima, samo što ovdje magnetsko polje nije permanentno, nego se elektromagnet napaja isprekidanim naponom, odnosno naponskim impulsima. Mi naravno nećemo nabrajati sve teške ozljede i kronične bolesti koje ovaj uređaj liječi nego nas više zanima kako je elektronički izvedeno napajanje ovog elektromagneta.

Zavojnica je napravljena od cca 85 namotaja Cu-Lak žice promjera 0,5 mm na feritnom štapiću dimenzija 48x8x2 mm. Induktivnost zavojnice je 90 µH. Ovakvu zavojnicu ne možemo spajati na istosmjerni napon jer je omski otpor zavojnice vrlo mali (oko 0,2 Ω) i za istosmjernu struju predstavlja kratki spoj.

Napon na zavojnicu dovodi se preko tranzistora (BC 307B), a isti se generira preko svojevrsnog hibridnog modula koji sadrži logički integrirani krug 14011B (Motorola) i nekoliko RC elemenata. Logički krug 14011B (4011) sadrži četiri NAND vrata sa dva ulaza.

Integrirani krug je u minijaturnom SOIC-14 kućištu, a otpornici su štampani izravno na pločicu. Nekako smo uspjeli izvesti elektroničku shemu čitavog sklopa.

Vidimo da se dva NAND vrata (1 i 2) koriste kao oscilator pravokutnog napona sa RC elementima koji određuju vremensku konstantu i time frekvenciju izlaznog napona (2-24 Hz). Pravokutni napon se dalje vodi na dva kruga: jedan krug je za upravljanje tranzistorskom sklopkom na koju je vezana zavojnica (NAND vrata 3), a drugi krug je sa indikacijskom LED (NAND vrata 4). Pravokutni signal se na oba kruga dovodi preko RC filtra kojim se pravokutni napon pretvara u pozitivne kratkotrajne impulse iste frekvencije. Ulazi NAND vrata za LED diodu spojeni su tako da će kratkotrajni pozitivni impulsi kratko gasiti LED diodu frekvencijom rada oscilatora. Ovo je vizualno puno bolja indikacija nego da pozitivni impulsi kratkotrajno pale LED diodu. NAND vrata za izlazni krug spojena su kao inverter te pozitivne impulse pretvaraju u negativne impulse (širine cca 55 µs). Tim negativnim impulsima okida se baza PNP tranzistora BC 307B (50 V, 100 mA) te na kolektoru dobivamo pozitivne impulse iste širine i napona 9 V. S obzirom da se na kolektoru tranzistora kao opterećenje nalazi zavojnica, na istoj će se u trenutku pojave naponskog impulsa također pojaviti pozitivni naponski impuls, a kad napon padne na nulu u zavojnici će se uslijed samoindukcije inducirati negativan naponski impuls.

Naponski impulsi na zavojnici elektrostimulatora Elmag MK 75. Može se uočiti da je inducirani negativni impuls dvostruko većeg napona od napona napajanja. Ovi negativni impulsi samoindukcije lako mogu uništiti elektroničke elemente u nekim upravljačkim krugovima te se stoga relejima i sličnim induktivnim trošilima često paralelno veže dioda koja premošćuje (kratko spaja) te negativne naponske impulse, odnosno inducirane naponske impulse suprotnog polariteta od polariteta napajanja.

U našem slučaju se impulsi samoindukcije koriste da bi zavojnica stvorila svojevrsno izmjenično magnetsko polje. Međutim, s obzirom na induktivitet zavojnice, radnu frekvenciju, radni napon i dimenzije feritne jezgre, impulsno magnetsko polje koje zrači naša zavojnica je vrlo niskog intenziteta i vrlo kratkih vremena trajanja. Na udaljenosti od 5 cm već ćete teško moći detektirati bilo kakvo magnetsko polje oko zavojnice (Zemljino magnetsko polje će biti jače od ovog koje proizvodi zavojnica).

Treba reći da su svi ti uređaji za “kućnu” elektrostimulaciju upravo i rađeni tako da zapravo imaju što manji utjecaj na ljudsko tijelo (najbolje nikakav), iako bi se očekivalo suprotno. Naime, proizvođači ovakvih uređaja se ne žele dovesti u situaciju da izazovu bilo kakve neželjene zdravstvene posljedice po korisnika jer bi to rezultiralo lako dokazivim tužbama. S druge strane, puno je teže tužiti proizvođača da njegov uređaj ne koristi ničemu od onoga za što je deklariran jer za to već postoji stotine pripremljenih izgovora, a osim toga kad nema nikakve štete po zdravlje onda nema ni nikakve odštete.

Tako i “pulsirajuće niskofrekventno magnetno polje” koje proizvodi Elmag MK75 u najboljem slučaju jedva dopire do površine kože i nema apsolutno nikakav učinak na ljudsko tijelo. Svakodnevno smo izloženi višestruko jačim magnetskim poljima koje zrače razni električni uređaji, magneti i sama Zemlja i nitko od toga nije ni obolio ni ozdravio. Ljudi idu na magnetsku rezonanciju i podvrgavaju se magnetskoj indukciji jačine 1,5 T što je 30 000 puta jače od Zemljinog magnetskog polja i do sada nije utvrđeno da čak i tako snažno magnetsko polje ima bilo kakvog (pozitivnog ili negativnog) utjecaja na ljudsko tijelo. Pametnom dosta 🙂

Ono što je vrlo neobično u elektroničkoj izvedbi uređaja to je izvedba oscilatora sa dva NAND vrata. Oscilatori pravokutnog napona (relaksacijski oscilatori) vrlo se jednostavno rade sa jednim ili dva invertera, često se pri tome i NAND vrata koriste u spoju invertera, no ovaj naš spoj je toliko neobičan da sam prvo želio provjeriti da li je shema nacrtana ispravno. Nažalost, dio tiskanih vodova prolazi ispod integriranog kruga i nije vidljiv, a vodovi koji spajaju tiskane otpornike nemaju vodljive kontaktne točke na krajevima. Tako je i ommetrom (zujalicom) teško utvrditi kuda se sve granaju tiskani vodovi. Na kraju sam odlemio hibridni sklop da bi ga sigurnije ispitao ommetrom, no integrirani krug je izveden u CMOS tehnologiji i sa otvorenim nožicama nije izdržao ispitni napon ommetra te je uništen tijekom ispitivanja. To je šteta, jer sam svakako nakon ispitivanja i potvrde ispravnosti sheme htio izmjeriti signale na svim logičkim vratima kako bi lakše shvatio ovaj neobični spoj oscilatora.

Naravno, nije sve izgubljeno. Jednom prilikom napraviti ćemo isti spoj na eksperimentalnoj pločici pa pokušati otkriti zašto se autor odlučio za upravo ovakav spoj oscilatora. Sreća u nesreći pak je ta, što naš Elmag MK75 unatoč neispravnom integriranom krugu zapravo i dalje funkcionira jednako kao i prije – niti šteti, niti koristi 🙂