1. Електричні характеристики біологічних тканин. Закон Ома в диференційній формі. Провідність біологічних тканин. Ємність властивості. Еквівалентнаелектрична схема.

Рівняння виражає закон Ома в диференціальній формі: густина струму пропорційна напруженості електричного поля і має однаковий з нею напрямок.

Багато біологічних середовищ (кров, спиннномозкова рідина та ін.)є електролітами. як відомо носії струму в електролітах - це позитивні і негативні іони, що виникають в результаті електолітичної дисоціації.

Загальна густина струму:

+ )

де n₊ i n_-, v₊ i v_{_} - відповідно концентрації і швидкості позитивних і негативних іонів.

Швидкість впорядкованого руху іонів прямо пропорційна напруженості поля:

Коефіці єнтпропорційності b називається рухливістю носіїв. Руливість b чисельно дорівнює швидкості впорядкованого руху в полі з напруженістю E=1В/м:

[b]=м/с *м/В=м²(В*с)

Опір живих клітин і тканин чутливий до дії електричного струму, особливо чутливі легко збудливі тканини: нерви, м`язи, а це означає, що при вимірюваннях потрібно використовувати досить низькі напруги. Електропровідність окремих ділянок залежить від опору шкіри і підшкірного шару в місцях накладання електродів. Опір шкіри, у свою чергу, визначається віком, товщиною, пітливістю і т.п. Біологічні тканини мають досить неоднорідну електропровідність. У них складним чином чергуються ділянки з високою провідністю(біологічні рідини) і низькою(шкіра, кісткова та жирова тканини, мембрани клітин і клітиннних органоїдів)

Біооб’єкт	Rм[Ом*м2]	См[Ф/м2]
Плазмолема нейрона п’явки	1,7 *107	1,2*10-2
Мотонейрон золотої рибки	6*108	-
Гладкі м’язові волокна ссавців	107	30*10-2
Тонічне м’язове волокно	2,9*106	1,6*10-2

Від величини R_м і C_м істотно залежать основні фізіологічні властивості клітинних структур, наприклад, швидкість поширення збудження, проникність мембрани тощо.

2.Біофізичні основи електрографії. Поняття про еквівалентний електричний генератор. Концепція Ейнтховена про генез екг (інтегральний електричний вектор серця, дипольний потенціал, система відведень)

Електрографічний метод застосовують для клічної діагностики сеця(електрокардіографія), м`язів(електроміографія), головного мозку(електроенцефалографія), сітківки ока(електроретинографія). У медичній практиці найбільшого поширення набуло дослідження електричної активності серця - електрокардіографія. Серце розглядають як розташований в об`ємному провіднику генератор струму.

Потенціал електричного поля струмового диполя:

потенціал можна виразити через проекцію моменту диполя:

Вектор Е_с інтегрально відображає розподіл струмів збудження у міокарді і його називають еквівалентним (інтегральним) електричним вектором серця.

Біофізичний напрям в електрокардіографії повязаний з вивченням природи сигналів, що знімаються в різних відведеннях з поверхні тіла, і визначенням кількісних співвідношень між реєстрованими сигналами і серцем як деяким еквівалентним електричним генератором.

Концепції уявлння серця еквівалентним електричним генератором.

I концепція - серце як електричний диполь

1) серце являє собою диполь

2) диполь розташований в однорідному діелектрику, тобто струми в цьому середовищі відсутні, і електричне поле розглядається як статичне.

3)вибір стандартної системи відвндень. Різниця між вершинами рівностороннього тирикутника, в центрі якого знаходиться диполь Р.

ІІ концепція - серце як сукупність струмових електричних генераторів, що знахояться в провідному середовиці (теорія Ейнтховена)

1) для струмового генератора R_г>>R_С, отже І=Е/R_г тобто величина струму не залежить від опору серця.

2)струмовийдипольний момент D=І*L, де І - струм, L - вектор, що з`днує полюси диполя

3) потенціал поля струмового уніполя в однорідному середовищі p=сonst.

4) потенціал електричного поля, яке створене струмовим диполем.

5) збуджений міокард розглядається як сукупність струмових диполів D_і, кожен з яких пизводить до винекнення диполного потенціалу у певній точці

6) потенціал електричного поля серця складається з потенціалів, які створені окремими елементарними диполями.

де n-загальна кількість диполів, r-відстань від центру струмового диполя до точки відведення, p-питомий опір середовища.