На рис. 3.11 приведена структурная схема реализации метода тпп.

Рис. 3.11. Общая структура метода ТПП

Измерения проводятся с использованием переменного напряжения частотой ~ 100 кГц . Оптимальное количество электродов – от 16 до 128 штук. Реконструкция изображения одного слоя составляет 0,1…1 с.

Преимущества метода: простота аппаратной реализации, безвредность, неинвазивность, возможность исследования динамических процессов.

Недостатки: недостаточно разработан математический аппарат реконструкции изображений; слабое пространственное разрешение (1,5 % от диаметра восстанавливаемого изображения); повышенная чувствительность к изменениям водосодержания биотканей.

Возможные клинические применения ТПП: исследование динамиких процессов сердечной деятельности, дыхания, пищеварения; наблюдение развития онкологических образований; обнаружение областей усиленного кровотока и гипертермии.

4. Методы исследования, основанные на измерении биопотенциалов

4.1. Биопотенциалы и их параметры. Электрография

Биопотенциалы – это электрические потенциалы, возникающие в живых клетках и тканях. Определяются разностью электрических потенциалов между двумя точками живой ткани. Основными видами биопотенциалов являются: мембранный потенциал (потенциал покоя), потенциал действия, постсинаптические потенциалы.

Мембранный потенциал (покоя) регистрируется между наружной и внутренней сторонами мембраны живой клетки. Для клеток нервной ткани его величина составляет 60…80 мВ, для клеток мышечных волокон – 80…90 мВ, для клеток волокон сердечной мышцы – 90…95 мВ. При неизменном функциональном состоянии потенциал покоя не изменяется. Под влиянием различных факторов физического или химического происхождения величина мембранного потенциала может изменяться, и эти изменения описываются потенциалом действия. Амплитуда потенциала действия у большинства нервных клеток млекопитающих составляет 100…110 мВ (при длительности 1…2 мс), для скелетных и сердечных мышечных волокон – 110…120 мВ (при длительности 3…5 мс для скелетных и 50…600 мс для сердечных). В мышечном волокне потенциал действия способствует осуществлению цепи физико-химических и ферментативных реакций, лежащих в основе механизма сокращения мышц. Постсинаптические потенциалы возникают на небольших участках клеточной мембраны, входящих в состав синапса. Величина этих потенциалов составляет несколько милливольт при длительности 10…15 мс.

Электрическая активность отдельных клеток в процессе жизнедеятельности характеризуется возникновением разности потенциалов для различных точек биотканей и органов живого организма.

Электрография – группа методов, основанных на регистрации биопотенциалов тканей и органов в диагностических или исследовательских целях.

Физический подход к электрографии заключается в создании модели электрического генератора, которая соответствует картине “снимаемых” потенциалов.

Существуют две фундаментальные задачи электрографии: расчет потенциала в области измерения по заданным характеристикам электрического генератора – прямая задача (или задача воздействия); расчет характеристик электрического генератора по измеренному потенциалу - обратная задача (диагностическая).

Рассмотрим основные виды электрографии.