7.7 Действие переменного тока на биологические объекты и живые ткани

Явно выраженным раздражающим действием обладает импульсный ток, который применяется для изменения функционального состояния клеток организма или тканей. Эффект электростимуляции зависит от скорости изменения тока, с повышением которой возрастает степень раздражения (закон Дюбуа-Реймона).

При электростимуляции физиологическое действие зависит от параметров импульсов, поэтому для достижения эффекта электросна применяют импульсы прямоугольной формы длительностью 0,1-1 мс и частотой следования от 5 до 150 Гц, а при стимуляции мышц – импульсы треугольной формы длительности 1-1,5 мс и частотой следования 8-80 Гц, причем с целью исключения адаптации организма частота следования импульсов переменная.

Частота переменного тока определяет эффект его воздействия на живые ткани – на низких частотах до 30 кГц раздражающее, а на высоких – прогревающее.

Действие низкочастотного переменного тока не отличается существенно от действия постоянного тока, поскольку электропроводность определяется в основном движением ионов. На высоких частотах становится заметным вклад токов смещения и общая проводимость ткани возрастает.

Важным отличием проводимости в живых тканях от обычных электролитов является ее дисперсия, то есть зависимость от частоты переменного тока, которая наблюдается в диапазоне частот 1-30 кГц.

Следует отметить, что на частотах порядка 0,5 МГц смещение ионов под действием поля становится соизмеримым с тепловым и, поэтому на частотах выше 0,5 МГц раздражающего действия электрического тока не наблюдается.

Воздействие переменного тока используется в диатермипии, дарсанвализации, диатермотомии, диатермокоагуляции.

Деатерипия – местное прогревание при частотах порядка 2 МГц.

Дарсонвализация – действие слабого высокочастотного разряда на кожу и слизистые оболочки.

Диатермотомия – электрохирургия с помощью токов высокой частоты.

Электрокоагуляция – «сваривание» ткани высокочастотным током и остановка кровотечений при операциях.

Переменный электрический ток (как и постоянный) обладают поражающим действием, которое связано с возникновением необратимых электрофизиологических процессов. Степень поражения электрическим током зависит от величины напряжения и состояния живого организма – сопротивления между точками приложения напряжения, которое изменяется в широких пределах от сотен Ом до 10 кОм. Как правило, летальный исход сопровождается прохождением силы тока 0,1А по пути левая рука – правая нога в течение нескольких секунд.

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы условия, необходимые для возникновения магнитного поля?

2. Как можно изобразить магнитное поле?

3. Сформулируйте и запишите математически закон Ампера.

4. Как выражается напряженность магнитного поля одиночного проводника с током?

5. Каким образом подразделяются по магнитным свойствам все вещества?

6. Что такое гистерезис?

7. Какое явление положено в основу работы двигателя постоянного тока?

8. Чему равна энергия магнитного поля?

9. Каковы траектории заряженных частиц в однородном электрическом и магнитном полях?