Электрические свойства органов и тканей

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Участок ткани с наложенными электродами

Участок ткани с наложенными электродами

Слайд 4

Электропроводимость – величина, обратная сопротивлению. g – электропроводимость, [См] (сименс); – сопротивление, [0м]; S

Электропроводимость – величина, обратная сопротивлению.

g – электропроводимость,
[См] (сименс);

сопротивление, [0м];

S

Слайд 5

Таблица. Удельные сопротивления различных тканей и жидкостей организма

Таблица. Удельные сопротивления различных тканей и жидкостей организма

Слайд 6

Слайд 7

4.Ткани организма в порядке уменьшения электропроводности (↓g) спинномозговая жидкость , сыворотка

4.Ткани организма в порядке уменьшения электропроводности (↓g)
спинномозговая жидкость , сыворотка

крови;
цельная кровь;
мышцы, сосуды;
мозговая и нервная ткани;
соединительная и жировая ткани;
роговой слой кожи;
кость.
Слайд 8

Первичное действие постоянного тока – раздражающее (обусловлено движением ионов , изменением

Первичное действие постоянного тока – раздражающее (обусловлено движением ионов , изменением

их концентрации и накоплением около биологических мембран).

Прохождение постоянного электрического тока через биологические ткани

Слайд 9

Слайд 10

График зависимости силы тока от времени I I0 Iτ τ t

График зависимости силы тока от времени

I

I0


τ

t

А – при отсутствии
поляризации

Б –

при наличии
поляризации

0

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектрика – смещение носителей зарядов в

Диэлектрики в электрическом поле.

Поляризация диэлектрика – смещение носителей зарядов в пределах

атома или молекулы под действием электрического поля.

Электронная поляризация

Неполярные диэлектрики не обладают собственным дипольным моментом.

Во внешнем электрическом поле возникает индуцированный дипольный момент

Слайд 15

Схема возникновения дипольной поляризации вещества при наложении электрического поля Полярные диэлектрики

Схема возникновения дипольной поляризации вещества при наложении электрического поля

Полярные диэлектрики (диполи)
Для

диполей расположение зарядов в нейтральной молекуле несимметрично:
в одной части преобладают положительные заряды, в другой – отрицательные.
Слайд 16

Схема возникновения макроструктурной поляризации вещества при наложении электрического поля Макрополяризация –

Схема возникновения макроструктурной поляризации вещества при наложении электрического поля

Макрополяризация – поверхностная

поляризация

Ионная поляризация

- взаимное смещение + ионов и - ионов в диэлектриках с ионной связью под действием внешнего электрического поля.

Слайд 17

Диэлектрическая проницаемость Значение диэлектрической проницаемости для биологических сред

Диэлектрическая проницаемость

Значение диэлектрической проницаемости для биологических сред

Слайд 18

Эквивалентная схема протекания постоянного тока по участку биологической ткани

Эквивалентная схема протекания постоянного тока по участку биологической ткани

Слайд 19

Гальванизация - лечебный метод физиотерапии с использованием постоянного электрического тока

Гальванизация
- лечебный метод физиотерапии с использованием постоянного электрического тока


Слайд 20

Действие постоянного электрического тока на ткани : 1. Расширение сосудов и

Действие постоянного электрического
тока на ткани :
1. Расширение сосудов и

гиперемия.
2. Ускорение обмена веществ.
3. Увеличение проницаемости стенок
сосудов.
4. Увеличение местной температуры.
5. Увеличение в крови содержания
лейкоцитов.
Слайд 21

Слайд 22

Лекарственный электрофорез введение лекарственных веществ через кожу или слизистую оболочку с

Лекарственный электрофорез
введение лекарственных веществ через кожу или слизистую оболочку с

помощью постоянного тока.
Лекарство вводят с того полюса, зарядом которого оно обладает.
Схема электрофореза:
Слайд 23

Аппарат для гальванизации и электрофореза “Поток – 1” Применяется для лечения

Аппарат для гальванизации и электрофореза “Поток – 1”

Применяется для

лечения
гинекологических,
хирургических,
неврологических,
стоматологических
заболеваний в
стационарах и на
дому.
Профилактическое лечебное воздействие постоянным током на организм человека (гальванизация), проведение лекарственного электрофореза.
Слайд 24

Таблица активных электродов

Таблица активных электродов

Слайд 25

Электрические (э/м) колебания Электрические колебания – это периодические взаимосвязанные изменения зарядов,

Электрические (э/м) колебания

Электрические колебания – это периодические взаимосвязанные изменения зарядов, токов,

напряжений и напряженностей электрических и магнитных полей.

q, I, U, E, H

Слайд 26

Импульсный сигнал Электрический импульс -это кратковременное изменение силы тока или электрического

Импульсный сигнал

Электрический импульс -это кратковременное изменение силы тока или электрического

напряжения

Видеоимпульсы –
это электрический сигнал, имеющий одну полярность

Радиоимпульсы –
это модулированные электромагнитные колебания

Слайд 27

Видеоимпульс Идеальный Реальный фронт вершина хвост. срез

Видеоимпульс

Идеальный

Реальный


фронт

вершина

хвост.

срез

Слайд 28

Параметры импульсного тока Длительность импульса τи 2. Крутизна фронта 3. Период

Параметры импульсного тока

Длительность импульса τи

2. Крутизна фронта

3. Период повторения импульсов T
4.

Скважность следования импульсов

5. Коэффициент заполнения

Слайд 29

Механизм действия импульсных токов так как есть быстрое перемещения и накопление

Механизм действия импульсных токов

так как есть быстрое перемещения и накопление ионов

Na+ и K+ у клеточных мембран, а во время паузы – быстрое удаление.

Пороговые значения тока

Порог
ощутимого
тока

1 мА

Порог неотпускающего
тока
10-15 мА

Токи НЧ оказывают раздражающее (стимулирующее) действие,

Слайд 30

Переменный ток – это ток, зависящий от времени по закону sin

Переменный ток


– это ток, зависящий от времени по закону sin

или cos

Приложенное напряжение

1. Цепь с резистором R

Векторная диаграмма

Сила тока совпадает по фазе с напряжением

Слайд 31

2. Цепь с индуктивностью L Векторная диаграмма Сила тока отстает по

2. Цепь с индуктивностью L


Векторная диаграмма

Сила тока отстает по фазе

от приложенного напряжения

[Ом]

Индуктивное сопротивление

Слайд 32

3. Цепь с конденсатором С Векторная диаграмма Сила тока опережает по

3. Цепь с конденсатором С

Векторная диаграмма

Сила тока опережает по фазе напряжение

на π/2

Емкостное сопротивление

[Ом]

Слайд 33

Импеданс = полное сопротивление в цепи переменного тока Активное сопротивление Реактивное

Импеданс = полное сопротивление в цепи переменного тока

Активное
сопротивление

Реактивное
сопротивление

XL

Ось токов

XL-XC

XC

z

Imax

R

Слайд 34

Резонанс в цепи переменного тока При , Z=R . I =>

Резонанс в цепи переменного тока

При , Z=R . I => max
Это

называется резонансом напряжений.

XC=XL => Z=R

Umax L = Umax C

I => max

Z=R

I => max

Слайд 35

Импеданс тканей организма Импеданс тканей организма – это полное сопротивление живых

Импеданс тканей организма

Импеданс тканей организма – это полное сопротивление живых

объектов переменному току. Это геометрическая сумма активного и емкостного сопротивления живых клеток

Сила тока опережает по фазе приложенное напряжение

При последовательном соединении

[Ом]

Ось токов

XC

z

R

Слайд 36

Эквивалентные электрические схемы тканей организма Это модели биологических тканей Не работает

Эквивалентные электрические схемы тканей организма

Это модели биологических тканей

Не работает на НЧ

Работу

этих моделей проверяли по кривой дисперсии импеданса:

1. Последовательное соединение R и C

Слайд 37

2. Параллельное соединение R и С Не работает на ВЧ 3.


2. Параллельное соединение R и С

Не работает на ВЧ

3. Межклеточное

R1 и внутриклеточное R2 сопротивления

ω

ω

Слайд 38

Оценка жизнеспособности и патологических изменений тканей и органов по частотной зависимости

Оценка жизнеспособности и патологических изменений тканей и органов по частотной зависимости

импеданса и углу сдвига фаз между током и напряжением

Частотная зависимость импеданса Z=
- дисперсия импеданса

f(ν)

По мере частоты ν импеданс Z .

Слайд 39

Дисперсия импеданса – это результат того, что при низких частотах, как

Дисперсия импеданса – это результат того, что при низких частотах, как

и при постоянном токе, электропроводность связана с поляризацией. И по мере частоты поляризационные явления сказываются меньше.

Дисперсия импеданса присуща только живым клеткам

уровне обмена веществ

отклонению от нормы метаболизма

времени снятия наложенного шунта

границах гематомы

По кривой дисперсии импеданса судят о

ν

Корреляция только с содержанием креатинфосфокиназы

Слайд 40

Коэффициент поляризации К> - живая ткань К=1 – мертвая ткань Судят

Коэффициент поляризации

К> - живая ткань
К=1 – мертвая ткань

Судят
о

уровне
метаболизма

положении в
эволюционном


ряду

Печень к=10

E. Coli к=2

Слайд 41

Угол сдвига фаз между током и напряжением величина большая. Сила тока

Угол сдвига фаз между током и напряжением величина большая.

Сила тока опережает

по фазе приложенное напряжение ν=1кГц на 550- 780
Слайд 42

Дисперсия диэлектрической проницаемости. Области α- , β- и γ- дисперсии ε

Дисперсия диэлектрической проницаемости. Области α- , β- и γ- дисперсии

ε =

f(ν)

Это зависимость

Шванн, 1963 г

С частоты Ɛ , так как поляризационные явления сказываются меньше

Дисперсия диэлектрической проницаемости скелетной мышцы

Выделяют 3 области дисперсии, что указывает
на различие механизмов поляризации тканей в разных частотных диапазонах.

Слайд 43

ПОЛЯРИЗИЦИЯ ЖИВОЙ ТКАНИ 1. Макрополяризация = поверхностная поляризация . За счет

ПОЛЯРИЗИЦИЯ ЖИВОЙ ТКАНИ

1. Макрополяризация = поверхностная поляризация . За счет

наличия БМ

Е

2. Ориентационная поляризация макромолекул

Компартмент

Белки

3. Поляризация микромолекул воды в белковых комплексах.

Участвует двойной электрический слой

Повторение

Слайд 44

Область α-дисперсии занимает область низких частот до 1 кГц. Здесь силен

Область α-дисперсии занимает область низких частот до 1 кГц. Здесь силен

эффект поверхностной поляризации: с ↑ ν вращение гигантских диполей запаздывает по отношению к Евнеш

Область β-дисперсии от 104 до 108 Гц (радиочастоты).
Выпадает ориентационная поляризация белковых макромолекул. Они не успевают поворачиваться

Область γ-дисперсии (>1010Гц –микроволновые частоты). степень поляризации молекул воды. Даже они не успевают поворачиваться с такой частотой.


клетки

БМ

Вода

фл

Белковые макромол.

Слайд 45

Физические основы реографии и ее возможного применения в медицине Реография –

Физические основы реографии и ее возможного применения в медицине


Реография –

диагностический метод определения кровенаполнения тканей и органов, основанный на регистрации изменения импеданса тканей в процессе сердечной деятельности.

Для реографии применяют переменный ток высокой частоты 3-100 кГц (до 500 кГц) силой
2 мА !(не более 10 мА).

Что еще необходимо для записи реограммы?

Регистратор

Реограф

Слайд 46

ВИДЫ реограмм: реокардиограмма = реограмма сердца Реоэнцефалограмма= реограмма головного мозга Реограмма

ВИДЫ реограмм:
реокардиограмма = реограмма сердца
Реоэнцефалограмма= реограмма головного мозга
Реограмма магистральных

сосудов
Реограмма печени
Реограмма легких
Реограмма конечностей

РЕГИСТРАЦИЯ РЕОГРАММЫ. Положение электродов при регистрации реовазограммы (1), реогепатораммы (2), реоэнцефалограммы (3).

Слайд 47

Изменение сопротивления тканей обусловлено пульсирующим артериальным кровотоком (1%) на фоне почти

Изменение сопротивления тканей обусловлено пульсирующим артериальным кровотоком (1%) на фоне почти

постоянного кровотока в артериолах, капиллярах и мелких венах.

Суть метода:
Измеряют полное сопротивление определенного участка ткани в течение цикла сердечной деятельности.

Применение переменного тока высокой частоты до 500 кГц дает возможность выделить из общего сопротивления = импеданса переменный компонент, малый по величине(1%) , связанный с пульсовыми колебаниями кровенаполнения.

Z=R

R=Rпульс.+Rнепульс. арт. Капил

1%

Слайд 48

Реограмма – это регистрация изменения импеданса ткани во времени. Z =

Реограмма – это регистрация изменения импеданса ткани во времени.
Z

= f(t)

ВОПРОС:

Между изменениями электрического сопротивления участка тела и пульсовыми колебаниями объема крови существует строгая линейная зависимость.

Что происходит с сопротивлением при систоле?

R уменьшается

Слайд 49

Применение реографии в медицине Возможность изучения гемодинамики любого органа Характеристика артериального

Применение реографии в медицине

Возможность изучения гемодинамики любого органа
Характеристика артериального кровенаполнения
Состояние тонуса

артериальных сосудов
Венозный отток
Коллатеральное кровообращение
Микроциркуляция
Определение ударного объема
Слайд 50

Реограф Это аппарат для реографического исследования. ГВЧ электроды объект Калибр. Преобразователь

Реограф

Это аппарат для реографического исследования.

ГВЧ

электроды

объект

Калибр.

Преобразователь
Импеданс-напряжение

Регист
ратор


УНЧ

Детек
тор


Условие баланса моста: ток в

измерительной диагонали равен нулю.

УВЧ

Слайд 51

Другие электроимпедансные методы диагностики Электропроводность на НЧ ВЧ Используют для выявления

Другие электроимпедансные методы диагностики

Электропроводность на

НЧ

ВЧ

Используют для выявления

отека органов, в которых набухшие клетки уменьшают межклеточное пространство

Амплитуда НЧ тока пропорциональна объему межклеточного пространства и концентрации электролитов в нем.

Электропроводность, измеренная на частотах более 100 кГц, пропорциональна общему количеству электролитов, содержащихся в ткани между электродами, так как в этом случае клеточные мембраны уже не препятствуют распространению эл. тока

Используют для регистрации малых изменений объема органов , связанных с притоком или оттоком крови от них