Форму выходного напряжения можно получить при графическом вычитании

На рис. а) показан импульс входного напряжения. При вклю-чении цепочки конденсатор заряжается в течение времени . В течение времени напряжение на конденсаторе остается постоянным. Затем импульс прекращается, конденсатор разряжается (рис. б). Вычитая значения функции, представленной на рис.б из значений функции, представленной на рис.а, получаем вид функции выходного напряжения (рис. в). Т.о. на выходе из цепочки получаются два кратковременных остроконечных импульса противоположного знака.

Рассмотренная цепочка называется дифференцирующей по-

тому, что выходное напряжение пропорционально производной от входного напряжения .

Интегрирующая цепь.

Применяется в том случае, если .

Выходное напряжение включено параллельно конденсатору . Поэтому

.

Если на вход цепи подан прямоугольный импульс (рис. а), то напряжением на выходе является напряжение на пластинах конденсатора, которое при зарядке имеет экспоненциально нарастающую и при зарядке экспоненциально спадающую форму (рис.б). Конденсатор не успевает зарядиться до , т.к. на резисторе происходит падение напряжения, во-первых, и, во-вторых, . Такие импульсы применяются при электростимуляции. При достаточно большой постоянной времени нарастание выходного импульса происходит по начальной части экспоненты (пунктирная линия), которая приближается к прямой линии - касательной к кривой в начальной точке. Этот случай называется идеальным интегрированием.

Рассмотренная цепочка называется интегрирующей потому, что выходное напряжение пропорционально интегралу .

Действие импульсного тока на ткани организма

В основе действия электрического тока на ткани организма лежит движение электрически заряженных частиц, преимущественно ионов тканевых электролитов, в результате чего изменяется обычный состав ионов по обе стороны мембраны, в связи, с чем в клетке происходит ряд биофизических и физиологических процессов, вызывающих её возбуждение.

Постоянный ток почти не оказывает раздражающего действия на ткани организма.Раздражение вызывается при изменении силы тока и зависит от скорости, с которой это изменение происходит. Это положение известно как закон Дюбуа-Реймона. Сила тока в растворе электролита зависит как от числа движущихся ионов, так и от скорости их перемещения. Скорость изменения силы тока соответствует ускорению движения ионов. Поэтому можно считать, чтораздражающее действие импульсного тока обусловлено ускорением при перемещении ионов тканевых электролитов.

Очевидно, что раздражающее действие зависит от крутизны импульсов. Применяются одиночные импульсы, посылки (серии), определенного числа импульсов, а также импульсы, повторяющиеся ритмически с определенной частотой.

Формы импульсных токов	Применение
ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ	- электросон - электрокардиостимуляция
ТРЕУГОЛЬНЫЕ	- возбуждение мышц, электрогимнастика
ТЕТАНИЗИРУЮЩИЕ	- электростимуляция здоровых мышц
ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЕ	- электростимуляция
ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЕ	Электростимуляция пораженных мышц
ДИАДИНАМИЧЕСКИЕ	Электротерапия

При физиологических исследованиях емкостные свойства тканей приводят к тому, что на емкости происходит падение напряжения (рис.б). Следовательно, напряжение на ткани станет по форме таким, как показано на рис.в) (график получен сложением и ). Следовательно, по ткани будет идти ток по форме аналогичный напряжению . Раздражающее действие прямоугольных импульсов в значительной мере зависит от их длительности , обусловливающей наибольшее смещение ионов за время действия импульса. Эта зависимость описывается уравнением Вейса-Лапика

где - пороговая сила тока (амплитуда импульса), и - коэффициенты, зависящие от природы возбуждаемой ткани и её функционального состояния. Зависимость от показана на рисунке:

При достаточно длительных импульсах (правая ветвь кривой) раздражающее действие становится независимым от длительности ( ). Значение порогового тока при этом называют реобазой . Точка кривой, ордината которой равна удвоенной реобазе, определяет длительность импульса и называется хронаксией. Хронаксия и реобаза характеризуют возбудимость органа и могут служить показателями их функционального состояния или диагностического признака их поражения.

Лекция 11

Импеданс тканей организма.