- •Н.Ф. Рожков
- •Информационно-измерительная техника в медицине ОмГту-2004
- •1 Общие понятия о биологической и медицинской кибернетике
- •2 Определение характеристик слухового ощущения и звуковые измерения.
- •2.1 Необходимые теоретические сведения
- •3 Модели кровообращения. Физические основы клинического метода измерения давления крови
- •3.1 Модели кровообращения
- •Рис 3.1
- •3.2 Физические основы клинического метода измерения давления крови
- •4 Физические основы электрокардиографии (экг)
- •5 Принципы компьютерной обработки и анализ данных
- •5.1 Особенности компьютерного анализа данных
- •5.2 Современная технология анализа данных
- •5.3 Программные средства анализа данных
- •5.4 Определение основных статистических характеристик с использованием электронных таблиц Excel
- •5.5 Выявление достоверности различий
- •5.6 Выявление взаимосвязей
- •5.7 Использование пакета Excel для решения более сложных задач обработки данных
- •6 Исследования параметров внешнего дыхания
- •6.1 Методы исследования функций внешнего дыхания
- •7 Ритмокардиография Физиологические основы
- •8 Возможности диагностики и лечения магнитным полем
- •8.1 Основные понятия
- •8.2 Магнитные свойства тканей организма
- •8.3 Способ диагностики заболевания различных органов человека
- •8.4 Лечение электромагнитными полями
- •9 Биофизические основы методов реографии и реоплетизиографии
- •9.1 Электрические свойства тканей организма
- •9.2 Биоимпедансные исследования, положенные в основу методов реографии и реоплетизмографии
- •9.3 Биоимпедансные характеристики живых тканей на переменном токе
- •9.4 Устройство для измерения импеданса тканей организма человека
9.2 Биоимпедансные исследования, положенные в основу методов реографии и реоплетизмографии
Электрометрические методы исследования биологических систем получили широкое распространение в физиологии и медицине. В настоящее время в биологических и медицинских исследованиях нашли довольно широкое применение методы измерения электропроводности. Одним из таких методов — биоимпедансный метод исследования, позволяющий оценивать явления, происходящие в организме при пропускании через его ткани переменного тока высокой частоты [Nyboer J., 1950— 1955; Berg J., Alberts A., 1954; Schwan H., 1955, и др.]. В основе этого метода лежит измерение полного сопротивления (импеданс) живых тканей и его изменений при колебании кровенаполнения органов. Метод измерения импеданса и его изменений в биологических системах позволяет глубже изучать структуру живого вещества и протекающие в нем физиологические процессы. Этот метод начали использовать при работе с биологическими объектами уже с середины XIX века.
Исследование физико-химической структуры клеток и тканей еще в 1913 г. начал проводить R. Ноbег, которое затем продолжал W. Osterhout (1935), измеряя электропроводность крови и мышц лягушки, а затем клеток водорослей. Попытки применения для этих целей постоянного тока в дальнейшем были прекращены, так как относительно высокое сопротивление живой ткани, особенно ее кожи, приводило к малым значениям приращения сопротивления (R), обусловленного функциональными изменениями в организме, и не обеспечивало превышения уровня полезного сигнала над шумами, вызываемыми флюктуационными явлениями в слое электрод — ткань [Малов Н. Н., Ржевкин С. Н., 1932; Кедров А. А., 1941]. Переменный ток высокой частоты легко преодолевает сопротивление кожного эпидермиса и относительно хорошо проводится глубоко расположенными тканями [Коваршин И., 1931; Шершнев В. Г., 1977].
Использование переменного тока широкого диапазона частот послужило началом нового подхода к биоимпедансным методам исследования, а также к оценке явлений в живых тканях организма при пропускании через них тока различных частот. Многие авторы [Малов Н. Н., Ржевкин С. Н., 1932; Москаленко Ю. Е., Науменко А. И., 1956; Москаленко Ю. Е., 1962; Schwan H., 1955] доказали, что между электропроводностью крови и мышечной ткани человека и животных имеется значительное различие, так как электропроводность крови в несколько раз выше относительно остальных тканей.
Так, С. Н. Ржевкин и Н. Н. Малов (1929, 1932) установили, что величина омического сопротивления и емкости живых тканей меняется в зависимости от функционального состояния организма, что и отражает динамику возбуждения в нем. При этом изменения сопротивления емкости наблюдались при патологических явлениях в тканях и органах. В частности, при базедовой болезни в острой форме сопротивление оказывается увеличенным (на 35%), несколько уменьшается в процессе лечения. При микседеме сопротивление несколько ниже нормы (на 5—6%; при бронхиальной астме — увеличивается (в среднем на 13—14%).
В дальнейшем было доказано, что между электропроводностью крови и мышечной ткани человека и животных имеется значительное различие. Следовательно, изменения кровенаполнения органов обусловливают изменение электрических характеристик живой ткани. По электропроводности различных тканей, органов, участков биологических объектов можно судить об их функциональном состоянии.