Електроди і датчики

1. Електроди і датчики.

Електроди – це провідники спеціальної форми, за допомогою яких в електричне коло підключається досліджувана ділянка тіла чи орган живого організму. Вони використовуються для знімання електричного сигналу при ЕКГ, ЕЕГ,ЕМГ,ЕОГ,ЕГГ та ін. Електроди використовуються також для підключення до організму з метою лікування електричного струму: при гальванізації, електрофорезі , діадинамотерапії, діатермокоагуляції, лікуванні електросном. Електроди, які викор. для знімання медико-біологічної інформ. повинні швидко фіксуватися і зніматися, бути дешевими, мати високу стабільність електричних параметрів, еластичність при достатній механічній міцності, не давати артифактів чи створювати перешкоди і втрати корисного сигналу, особливо на контактному опорі електрод – шкіра. Величина контактного опору залежить від металу, з якого зроблений електрод, властивостей шкіри, площі її з*єднання з електродом і від провідності середовища між ними (марлеві прокладки, змочені фізіологічним розчином чи електропровідні електродні пасти тощо). При збільшенні площі електродів контактний опір зменшується, але це зумовлює зниження рівня знімаючої інформації. Датчики – пристрій для отримання інформації,що реагує своїм чутливим елементом на вплив вимірювальної величини, а також здійснює перетворення цього впливу у форму, вигідну для наступного підсилення, реєстрації, оброблення і т.д. У активних датчиках вимірювальний параметр безпосередньо перетворюється в електричний сигнал (тобто вони самі генерують сигнал відповідної частоти і амплітуди). До них відносяться п*єзоелектричні, індукційні перетворювачі, термоелементи та ін. Пасивні датчики під дією вхідної величини змінюють свої електричні параметри: опір, ємність чи індуктивність. Вони для отримання вихідної напруги чи струму підключається в електричне коло із зовнішнім джерелом живлення. Це ємнісні, індуктивні, резисторні, контактні датчики.

2.Модель ЕКГ, як підтвердження концентрації Ейнтховена про генез ЕКГ.

У медичній практиці найпоширенішим є вивчення електричної активності серця – ЕКГ. Повний опис розподілу мембранних потенціалів у кожній клітині серця та змін цих потенціалів у процесі серцевого скорочення неможливий. В зв*язку з цим теорія ЕКГ , основи якої були закладені ще на початку двадцятого століття Ейнтховеном, базується на тому, що серце, як генератор струму, уподібнюється струмовому електричному диполю. Головним параметром такого диполя є електричний дипольний момент D, який дорівнює добутку величини струму I на вектор L, що з*єднує джерело та стік. Електричне поле такої системи має повний математичний опис, важливим моментом якого є те, що різниця потенціалів між двома точками, які знаходяться на рівній відстані від диполя в однорідному електропровідному середовищі, що оточує диполь, пропорційна проекції дипольного моменту D на пряму, яка з*єднує ці точки. Ейнтховен запропонував вимірювати різницю потенціалів на тілі людини між двома з трьох точок, які є вершинами рівностороннього трикутника, у центрі якого знаходиться струмовий електричний диполь, тобто серце.

2. Методика зняття ЕКГ…

Попросіть пацієнта роздягтися по пояс, а також звільнити від одягу зап’ястя і гомілки.Накрийте кушетку одноразової простирадлом. Попросіть пацієнта лягти на спину і максимально розслабити м’язи. Змочіть ватяну кулька 70% розчином спирту і протріть нею внутрішні поверхні зап’ястя і гомілок. Потім нанесіть на ці ж місця гель-провідник або просто змочіть шкіру фізіологічним розчином. Розплутайте дроти електродів для кінцівок. Вони виглядають як великі прищіпки або щупальця. Накладіть електроди на зап’ястя та гомілки так, щоб металеві пластини на їх внутрішніх поверхнях перебували на шкірі, змоченою провідником. На праве зап’ястя накладається червоний електрод, на ліве — жовтий. На ліву гомілку зелений електрод, на праву — чорний. Обробіть спиртом шкіру грудей. Візьміть електроди для грудних відведень. Вони являють собою металеві півсферу з гумовими присосками і проводами різного кольору. Виділіть електрод з червоним проводом, він повинен мати маркування V1. Намацайте у правого краю грудини 4 ребро. Поставте електрод V1 під ребро, попередньо змочивши шкіру проводять гелем. Для того щоб електрод присмоктався до шкіри, стисніть грушу-присоску, прикладіть електрод до шкіри і відпустіть грушу.Електрод V2, що має жовтий провід накладіть так само під 4 ребро, але біля лівого краю грудини.Намацайте у пацієнта ліву ключицю. Подумки розділіть її навпіл. По лінії, що проходить вниз через середину ключиці, намацайте 5 ребро. Візьміть електрод V4 з коричневим дротом і прикріпіть його до шкіри під намацаної 5 ребра.Електрод V3 (він має зелений провід) розташуйте між V2 і V4.Притисніть ліву руку пацієнта до тулуба. По лінії, що відповідає місцю притиснення руки до тулуба знову знайдіть 5 ребро. До шкіри під 5 ребром прикріпіть електрод з чорним проводом, має маркування V5.Приберіть ліву руку пацієнта від тулуба. На тому ж рівні, що і V5, але на 1-2 см ближче до кушетки накладіть останній електрод V6, з синім або фіолетовим проводом.Включіть апарат ЕКГ. Поставте потрібну швидкість руху паперу: 50 мм × с-1 або 25 мм × с-1. Попросіть пацієнта не рухатися під час дослідження. Натисніть на кнопку «пуск». Після закінчення запису ЕКГ відірвіть паперову стрічку.Зніміть електроди з шкіри. Вимкніть апарат.

4. Методика вимірювання електричного опору за допомогою моста Уітсона.

Міст Уітсона складається з 4 резисторів, з*єднаних у вигляді замкнутого чотирикутника. У одну з діагоналей увімкнуто джерело постійного або змінного струму, а в іншу діагональ – гальванометр. Якщо потенціали у точках приєднання гальванометра рівні, то величина струму через гальванометр дорівнює нулю. Це можливо лише при певному співвідношенні між величинами опорів R1,R2,R3,R4, якого можна добитися за рахунок зміни опору резистора R2. У зв*язку з тим, що струм через гальванометр не тече, через резистори R1,R2,R3,R4 протікають однакові струми. Тому виконавши закон Ома для ділянки кола та використавши умову рівноваги мостової схеми отримаємо рівність : R1/R2=R3/R4, ця формула дає можливість знайти величину опору одного з резисторів, якщо відомі три інші.

5. Методика вимірювання імпедансу біол. Тканин та зняття реограми.

Біологічні тканини і органи – дуже складні різнорідні утворення, складові яких мають різні електричні властивості. Електропровідність біологічної речовини зумовлена наявністю в ній іонів, рухомість яких залежить від різноманітних структурних факторів, головним з яких є клітинні мембрани. Характерним прикладом, який також відбиває електричні властивості, є поведінка опору при запаленнях живої тканини. Величина опору при цьому збільшується, за рахунок того, що при набуханні клітин, яке викликане запаленням, зменшуються розміри міжклітинних проміжків, і, як наслідок, збільшується їх електричний опір. Окрім статичної ємності мембран, дуже важливе значення має так звана поляризаційна ємність, котра виникає в зовнішньому електричному полі внаслідок такої переорієнтації та обмеженого переміщення електричних зарядів, які створюють електрорушійну силу, направлену проти цього поля. За своєю природою поляризація розділяється на декілька видів: 1. Електронна поляризація. 2. Дипольна поляризація. 3. Макроструктурна поляризація. 4.поверхнева поляризація. Найбільш повну інформацію про електричні властивості біол. Тканин можна отримати при використанні змінного струму. Ефективний опір змінному електричного струму ланцюга, в якому присутні резистори та ємності, має назву імпеданс. Імпеданс зменшується з ростом частоти струму. Це явище, яке має назву дисперсія імпедансу, спостерігається також і для біологічних тканин, до того ж в них важливу роль відіграють поляризаційні ефекти. Вплив останніх зумовлений тим, що при збільшенні частоти, у зв*язку зі зменшенням тривалості періоду перемінного струму, послідовно зникають ті види поляризації, час релаксації яких стає більшим, ніж половина цього періоду. Дисперсія імпедансу властива тільки живим біол. Тканинам.