PAS_EKG
.pdfМедицина – есть одно из самых сложных и наивысших проявлений физики.
М.В. Ломоносов
Пассивные электрические свойства тканей тела человека. Метод реографии. Метод гальванизации.
Токовый диполь. Дипольный эквивалентный электрический генератор сердца; генез электрокардиограммы
в рамках модели Эйнтховена.
2
Часть I.
Пассивные электрические свойства тканей тела человека. Метод реографии. Метод гальванизации
ПАССИВНЫЕ |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ |
СВОЙСТВА |
3 |
|
БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ: -ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ,
-ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТЬ,
-ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ,
-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ.
В норме и патологии эти параметры меняются и поэтому могут быть использованы для изучения структуры и физикохимического состояния биологического вещества.
Электрические свойства тканей зависят от содержания в них воды с растворенными солями.
По содержанию воды ткани делятся |
4 |
на три группы: |
|
|
|
тканиэлектролиты
(с ионной
проводимостью)
тканидиэлектрики
1)Жидкие (кровь, лимфа)-
водная суспензия клеток и
белковых молекул;
2)Мышечные ткани и ткань
внутренних органов –
уплотненная структура с меньшим содержанием воды;
3)жировая, костная ткань –
ткани с малым содержанием воды.
Электрический |
ток |
– |
направленное |
5 |
(упорядоченное) движение заряженных |
частиц. |
|
||
|
|
|
|
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
НАПРАВЛЕНИЕ
от «+» к «-»
(по направлению движения положительных зарядов в электрическом поле)
СИЛА ТОКА
Величина скалярная
заряд, протекающий в единицу времени через поперечное сечение проводника
[А]
ПЛОТНОСТЬ ТОКА
Величина векторная
заряд, протекающий в единицу времени через
единицу площади
поперечного сечения проводника
[A/м2]
6
Величина силы тока зависит от величины движущегося заряда (q), концентрации зарядов (n), скорости их движения (υ) и
площади поперечного сечения проводника
(S):
I=qnυS
Тогда
j=I/S=qnυ
Следовательно, величина плотности тока не зависит от площади поперечного сечения проводника (S).
ПОСТОЯННЫЙ |
ПЕРЕМЕННЫЙ |
7 |
|
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК |
|
|
ВЕЛИЧИНА И НАПРАВЛЕНИЕ |
ВЕЛИЧИНА И НАПРАВЛЕНИЕ |
|
|
НЕ ИЗМЕНЯЮТСЯ |
ИЗМЕНЯЮТСЯ |
|
|
СО ВРЕМЕНЕМ |
СО ВРЕМЕНЕМ |
|
|
I |
I |
I=Imsinωt |
|
|
|
||
I=const |
|
|
t |
t |
ПРЯМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
I ВЕЛИЧИНА
ИЗМЕНЯЕТСЯ
|
СО ВРЕМЕНЕМ, |
|
А НАПРАВЛЕНИЕ |
t |
НЕТ |
ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ |
8 |
|
ТКАНЕЙ ПРИ ПОСТОЯННОМ ТОКЕ |
||
|
Ток (I), который подводится от внешнего источника и протекает по телу, определяется законом Ома:
I=U/R,
а значит зависит от приложенного напряжения (U) и
сопротивления (R) тела: R = Rкожи + Rвнутр.органов и тканей
R = 104 |
- 105 Ом |
R |
внутр.органов и тканей |
= 1000 Ом |
кожи |
|
|
|
Для постоянного тока определяющим фактором, который его ограничивает, является сопротивление кожи и подкожных слоев. Оно, в свою очередь, определяется толщиной, возрастом, влажностью и т. д. Сухая кожа имеет высокое сопротивление, а сырая или мокрая будет обладать низким сопротивлением, так как ионы, находящиеся во влаге, обеспечат беспрепятственное прохождение тока в тело.
В реальной медицинской практике защитное действие кожи сводится к минимуму за счет применения жидких паст, игольчатых электродов. В расчет принимают только сопротивление внутренних органов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТЬ |
9 |
|
|
удельная проводимость |
удельное сопротивление |
|
|
|
|
|
|
|
|
где l – длина проводника;
S – площадь поперечного сечения.
Величину, обратную электрическому сопротивлению, называют электропроводимостью.
Электрическое сопротивление и электропроводимость тканей и органов зависит от их функционального состояния и, следовательно, может быть использована как диагностический показатель. Так, например, при воспалении, когда клетки набухают, уменьшается сечение межклеточных соединений и увеличивается электрическое сопротивление; физиологические явления, вызывающие потливость, сопровождаются возрастанием электропроводимости кожи.
Внутри организма ток распространяется в основном по 10 кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцам, оболочкам нервных стволов. А как мы знаем, биологические жидкости являются электролитами.
Постоянный ток вызывает диссоциацию растворенных в тканевых жидкостях молекул электролитов на ионы.
При этом закон Ома выполняется, если за сопротивление электролита принять:
где
n- концентрация молекул электролита;
q- заряд иона;
b - подвижность ионов;
α – коэффициент диссоциации.