Процессы, происходящие в тканях организма под действием электрических токов и электромагнитных полей
Живые ткани являются композиционными средами. Объемное сочетание разнородных компонентов.
Одни структурные элементы тканей обладают свойствами проводников, а другие - диэлектриков.
Проводники - это вещества, в которых есть свободные заряды, способные перемещаться под действием электрического поля (ионы)
Диэлектрики –обладают связанными зарядами (диполи) определяют поляризацию биологических тканей.
Первичное действие постоянного тока связано с:
1.Направленным движением ионов,
2. их разделением и изменением их концентрации в разных элементах тканей у БМ, а так же с
3. поляризационными явлениями.
Тело – свойства проводника. В тканях возникает ток проводимости, который течет по межклеточной жидкости. Здесь ток встречает наименьшее сопротивление.
Лечебное применение: гальванизация (50 мА, 60-80В), электрофорез (50 мА, 60-80В), франклинизация, аэроионизация
Аэроионы – ионы в воздухе, образованные благодаря действию космической, почвенной и солнечной радиации. Могут присоединятся к нейтральным молекулам и взвешенным частицам. Легкие отрицательные ионы – усиливают заряд эритроцитов.
Импульсные токи НЧ: раздражающее, стимулирующее действие. Т.к. есть быстрое перемещение и накопление ионов Na и K у клеточных мембран, а во время паузы – быстрое удаление.
Лечение: динамические токи (постоянные по направлению синусоидальные импульсные токи 50 Гц и 100 Гц, I=50 мА, U=60-80В), электросон, амплипульстерапия (синусоидальные переменные токи 5000 Гц, модулированных колебаниями 50-150 Гц), стимуляторы, дефибриллятор
Токи и поля высокой частоты(>200 Гц): тепловое + осцилляторное + специфическое воздействие
При этой частоте смещение ионов соизмеримо с их смещением в результате молекулярно-теплового движения
Преимущества ВЧ прогревания:
1. Тепло внутри организма
2. Селективное прогревание тканей, зависящее от удельного сопротивления
3. Управление мощностью тепловыделения
4. Дозирование нагрева
Пассивные электрические свойства биологических тканей
Живые ткани являются композиционными средами:объемное сочетание разнородных компонентов
Биологические ткани разнородны по электропроводимости и являются:
1. Проводники (внутриклеточная и межклеточная жидкость)
· обладают свободными зарядами(ионы)
· определяют электропроводность биологических тканей
Электропроводность – способность тканей пропускать электроток под воздействием электрического поля. Связана с присутствием ионов, которые являются свободными зарядами, создающими ток проводимости. В организме определяется электрическими свойствами крови, лимф, межклеточной жидкости и цитозоля. Электрический ток выбирает путь, где наименьшее сопротивление. Чем больше в тканях жидкости, тем больше электропроводность G. Определяется: наличием свободных ионов (их концентрацией и подвижностью), явлениями поляризации
· токи проводимости
2. Диэлектрики (БМ)
· обладают связанными зарядами(диполи)
· определяют поляризацию биотканей
· под действием внешнего электромагнитного поля возникают токи смещения (выше 30 МГц)
Диэлектрики – вещества, в которых нет свободных носителей зарядов, а только связанные заряды – диполи. При помещении во внешнее электрическое поле, диполи ориентируются вдоль силовых линий поля. Поле внутри диэлектрика слабеет, возникают токи смещения.
Полное сопротивление (импеданс Z) слагается из омического(R) и емкостного(XC) компонентов.
Электрический диполь.
Это система двух равных по модулю и противоположных по знаку точечных зарядов.
Основная характеристика диполя
– дипольный момент:
Дипольный момент направлен от минуса к плюсу.
Элекрическое поле диполя.Сам диполь является источником электр. поляпотенциал в т. А прямо пропорционален проекции дипольного момента.
Диполь – частный случай системы эл зарядов, обладающий определенной симметрией. Общее название – эл мультиполь
Токовый диполь
- Это двухплюсная система из истока + и стока - тока в проводящей среде
Ток токового диполя: I= ЭДС/r
Эл момент токового диполя – от минуса к плюсу, от возбужденного к невозбуженному
электрическое поле токового диполя в неограниченной проводящей среде.
потенциал электрического поля токового диполя:(дипольного электрического генератора) (формула)
Откуда берется токовый диполь и дипольный момент в организме? Это распределение волны возбуждения по нервным и мышечным волокнам. Изменения эл поля сердца происходят при деполяризации и реполяризации мембраны клеток сердца. На диполь действует сила, завис от его электр момента и степени неоднородности поля
Представление об эквивалентном электрическом генераторе сердца, головного мозга и мышц
Биопотенциал органа отличен от биопотенциала клетки, так как очень трудно описать изменения во времени. Надо учитывать не только i и l кажлого из диполей, но и фазовые сдвиги между биопотенциалами под электродами. Поэтому для оценки функционального состояния органа по его электрической активности используют принцип эквивалентного генератора. Состоит в том, что орган из множества клеток, возб в различные моменты времени, представляется моделью единого генератора внутри организма. Но этот генератор создает на поверхности тела эл поле, которое изменяется в соответствии с изменением электрич активности изучаемого органа.
Модель Эйнтховена
- это модель,в которой электрическая активность миокарда заменяется действием одного эквивалентного точечного генератора(диполя). Короче: сердце – токовый диполь и эквивалентный генератор
Интегральный вектор сердца=дипольный момент сердца. Это результирующий вектор отдельных векторов-совокупности множества точечных диполей. Напряжение на поверх-ти тела – проэкция дипольного момента сердца и его БП.
Основные положения теории:
1. Сердце – токовый диполь в однородной провод среде
2. Дипольный момент сердца – все времч поворачивается, изменяет свое положение за время сердечного цикла
3. В соответствии, изменяется разность потенциалов между определенными точками на теле человека
Генез электрокардиограмм в 3 стандартных отведенияхв рамках данной модели.
Электрокардиограмма(экг) это запись с поверхности тела напряжений,которое отражают волны возбуждения по миокарду.