3. Зависимость возбуждения от длительности импульса. Уравнение Вейса-Лапика. Кривая электровозбудимости. Реобаза и хронаксия. Понятие о хронаксиметрии

Рассмотрим уравнение Вейса-Лапика (1). Этому уравнению соответствует кривая электровозбудимости – “кривая сила тока–длительность воздействия”, которую получают экспериментально (рис. 3).

К ривая электровозбудимости характеризуется двумя параметрами: реобазой (R) и хронаксией (chr). Реобаза R – минимальная амплитуда порогового тока, на которую реагирует данная ткань. На рис. 3 видно, что при действии импульсов тока величиной в одну реобазу зависимость эффекта возбуждения от длительности импульса исчезает (график идет параллельно оси t_u), минимальная длительность импульса, с которой начинается этот участок графика, называется полезным временем t_пол.

Длительность импульса, которой соответствует I_пор = 2R называется хронаксией (chr или t_chr).

R и chr легко связываются с коэффициентами а и b в уравнении Вейса-Лапика:

при t_u   I_пор  b, т.е. b = R; [b] в CИ – А,

при t_u = chr I_пор = 2R, т.е. и ; [а] в CИ – Кл.

Реобаза R и хронаксия chr являются количественными показателями функционального состояния стимулируемой ткани. Они используются как диагностические параметры при оценке состояния ткани и подборе стимулирующих импульсов при поражении, например, центральной и периферической нервной системы и опорно-двигательного аппарата (сравните кривые I и II рис. 3). Метод определения этих параметров называется хронаксиметрией.

4. Применение электростимуляции в медицине

В настоящее время в клинике наибольшее распространение получила электростимуляция нервной системы, мышечного аппарата и кардиостимуляция.

Д ля воздействия на нервную систему чаще всего используется прямоугольный импульсный ток. Например, в аппарате “Электросон” длительность импульсов равна t_и = 0,1-1 мс, диапазон частот =5-150 Гц, сила тока подбирается индивидуально. Импульсы тока треугольной формы (рис. 4, а) с t_и =1-1,5 мс и частотой = 100 Гц, а также ток экспоненциальной формы (рис. 4, б) с t_и =3-60 мс и частотой =8-80 Гц применяют для возбуждения мышц при электрогимнастике.

Электростимуляция при нарушении работы сердца имеет две разновидности. Первая – дефибрилляция. Это воздействие на сердце одиночным импульсом тока с амплитудой I₀  1А при длительность импульса t_u =1–2 мс. Используемые напряжения: U= 4–7 кВ при наложении электродов на закрытую грудную клетку, U=1,5–2,5 кВ – на обнаженное сердце. Процедура применяется при остановке сердца, при фибрилляции – беспорядочном сокращении отдельных волокон сердечной мышцы, ведущем к летальному исходу, а также при лечении тяжелых сердечных аритмий.

Вторая разновидность – электрокардиостимуляция. Это систематическое прямое воздействие на сердечную мышцу прямоугольных импульсов небольшой амплитуды для поддержания нормального ритма ее сокращений при патологических нарушениях.

5. Электростимуляция в стоматологии

Электроодонтометрия. Этот метод, который позволяет оценить состояние пульпы зуба при травме, новообразованиях, воспалительных процессах и других заболеваниях зубочелюстной системы, избрать наиболее рациональное лечение и проследить за его эффективностью.

Реакция пульпы на электрический ток индивидуальна, зависит от толщины твердых тканей зуба и конкретно стимулируемого зуба. При живой пульпе резцы и клыки реагируют на силу тока в интервале I₀=17-26,5 мкА, моляры – I₀=36-43 мкА, для пожилых людей эти величины составляют, соответственно I₀=29±8 мкА и I₀=68 ± 35 мкА.

Реакция пациента на меньшие по сравнению с приведенными выше значениями силы тока свидетельствует о наличии патологии, если реакция возникает при значительно бóльших значениях силы электрического тока – пульпа мертва.

Хронаксиметрия используется для выявления степени перерождения лицевого нерва, степени денервации мимических мышц, для диагностики паралича мимических мышц.

Электростимуляция в физиотерапии применяется для компенсации нервно-мышечного аппарата мимической мускулатуры и языка.