Электростимулирующие параметры

ИМПУЛЬСНОГО ТОКА

Раздражение электрическим током определенного характера и силы у большей части органов и тканей вызывает такую же реакцию, как и естественное возбуждение. Применение электрического раздражения для изменения функционального состояния клеток, органов и тканей называется электростимуляцией.

В основе действия электрического тока на ткани организма лежит движение заряженных частиц, преимущественно ионов тканевых электролитов, в результате которых происходит деполяризация клеточной мембраны.

Раздражение вызывается при изменении силы тока и зависит от скорости, с которой это изменение происходит (закон Дюбуа-Реймона). Учитывая, что сила тока i = dq/dt, а скорость изменения силы тока di/dt=d²q/dt² следует сопоставить с ускорением. Поэтому можно считать, что раздражающее действие тока обусловлено ускорением при перемещении ионов тканевых электролитов.

Поскольку раздражающее действие свойственно быстрым изменениям силы тока, для электростимуляции используются электрические импульсы, представляющие кратковременное изменение тока или напряжения. Применяются одиночные импульсы, посылки (серии), состоящие из определенного числа импульсов, а также импульсы, повторяющиеся ритмически с определенной частотой.

Раздражающее действие одиночного импульса тока зависит от его формы (преимущественное значение имеет крутизна нарастания tga), длительности t_u и амплитуды, которые являются его основными характеристиками.

При физиологических исследованиях часто применяются импульсы прямоугольной формы, но следует иметь в виду, что емкостные свойства тканей могут вызывать изменение формы импульсов тока (рис. 4, кривая 2) по сравнению с формой импульсов напряжения, поданных на ткань (рис. 4, кривая 1).

Рис. 4.

Раздражающее действие прямоугольных импульсов в значительной мере зависит от их длительности.

Пороговая сила тока обратно пропорциональна длительности импульса и зависит от природы ткани и её физиологического состояния.

(закон Вейса-Лапика).

Согласно закону Дюбуа-Реймона раздражающее действие тока зависит от скорости нарастания его мгновенных значений, т.е. от крутизны переднего фронта импульса. Это связано со свойством возбудимых тканей повышать порог ("приспосабливаться") к постепенно нарастающей силе раздражения. Это свойство тканей называется аккомодацией и характеризуется снижением порогового тока i_n при возрастании крутизны переднего фронта одиночных достаточно длительных импульсов. Исследование аккомодации производится с помощью треугольных и трапецеидальных импульсов с регулируемой крутизной переднего фронта.

Способность к аккомодации у возбудимых тканей зависит от их функционального состояния. Например, у патологически измененных мышц способность к аккомодации снижается и для них более физиологическими являются постепенно (экспоненциально) нарастающие импульсы (рис. 5).

Рис. 5.

Действие на ткани ритмически повторяющихся одиночных импульсов называется частотным раздражением. Частотное раздражение позволяет выявить особое свойство возбудимых тканей, называемое лабильностью или функциональной подвижностью, которое характеризует способность ткани давать оптимальную реакцию только в определенных пределах частоты повторения раздражающих стимулов.

Электростимуляция обычно проводится с помощью неполяризующихся электродов, т.е. электродов, которые состоят из металла, погруженного в раствор его соли (например, Zn - ZnSO₄), или из металла, покрытого его же солью (например, Ag - AgCl).