Основы электрокардиографии и реографии. Электродиагностика. Электротерапия

Основы электрокардиографии и реографии. Электродиагностика. Электротерапия

ПЛАН 1. Электрический ток в различных средах. 2. Полное сопротивление (импеданс). Основы реографии 3. Электрический диполь. Модель Эйнтховена. 4. Основы кардиографии. 5. Методы электротерапии

Электрический ток – упорядоченное движение свободных заряженных частиц Электропроводность – свойство веществ проводить электрический ток Сопротивление – свойство проводника противодействовать установлению электрического тока Сила тока – количество заряда, прошедшего через площадь поперечного сечения проводника за единицу времени. где q -заряд, t -время [ I ]=1 А (ампер) Плотность тока – отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника. где S — площадь поперечного сечения проводника [ j ]=1 А/м 2 dtdq I S I j

Закон Ома для участка цепи : сила тока I в проводнике прямо пропорциональна напряжению U на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R : Единица измерения сопротивления [R] = В / А =Ом. Сопротивление проводника определяется его материалом и геометрическими размерами: где ρ – удельное сопротивление проводника, зависит от материала проводника; [ρ] = Ом∙м. l – длина проводника; S – площадь поперечного сечения проводника. [ ρ =1 Ом · м ]S l R водностьэлектропро удельная -g , 1 где g

При последовательном соединении I=I 1 =I 2 =…=I n U=U 1 +U 2 +…+U n R=R 1 +R 2 +…+ R n При параллельном соединении I=I 1 +I 2 +…+I n U=U 1 =U 2 =…=U n .

Ткани организма обладают: Активным сопротивлением R. Емкостным сопротивлением Хс , которое обусловлено тем, что: а) биологическая мембрана – «плоский конденсатор» : б) существуют макрообразования – соединительнотканные оболочки (диэлектрики), окруженные с двух сторон тканями, богатыми жидкостью (проводники). Модель биологических тканей

Импеданс – полное сопротивление тканей организма ( Z ) переменному току ω – частота, с — электроемкость22 2221 c RХRc Полное сопротивление (импеданс) живых тканей

Реография — неинвазивный метод исследования кровоснабжения органов, в основе которого лежит принцип регистрации изменений электрического сопротивления тканей в связи с меняющимся кровенаполнением. Чем больше приток крови к тканям, тем меньше их сопротивление. Для получения реограммы через тело пациента пропускают переменный ток частотой 50 -100 к. Гц, малой силы (не более 10 мк. А), создаваемый специальным генератором. Реография

Физические основы реографии h –амплитуда реограммы; h 1 – амплитуда для расчета ударного объема крови; а – длительность восходящей части реограммы; Т–период реограммы; h к–высота калибровочного импульса. Z Z V V Формула Кедрова

Показатели реограммы реографический индекс (РИ) – отношение амплитуды реограммы h к величине стандартного калибровочного импульса h к. РИ характеризует величину пульсового кровенаполнения. время восходящей части волны а , характеризующее полное раскрытие сосуда. период реограммы Т , соответствующий длительности сердечного цикла реографический коэффициент (РК) – отношение длительности восходящей части к периоду реограммы (норма – 10% – 15%)

Вид стандартной реограммы

Виды реографии Реоэнцефалография (РЭГ) — исследование кровенаполнения сосудов головного мозга. Реовазография — исследование заболеваний периферических сосудов, сопровождающихся изменениями их тонуса, эластичности, сужением или полной закупоркой артерий. Реогепатография — исследование кровотока печени. Позволяет судить о процессах, происходящих в сосудистой системе печени: кровенаполнении, очагах поражения, особенно при остром и хроническом гепатите и циррозе Реомиография — исследование кровенаполнения работающих мышц.

Электрический диполь Система из двух равных по абсолютной величине, но противоположных по знаку точечных электрических зарядов, расположенных на некотором расстоянии l друг от друга.

Характеристика диполя векторная величина, называемая электрическим или дипольным моментом диполя — р. Вектор р равен произведению заряда q на плечо диполя l , направленный от отрицательного заряда к положительному: Единицей электрического момента диполя является кулон-метрlq. P

Электрическое поле диполя Силовая линия E Эквипотенциальная поверхность

Теория отведений Эйнтховена Сердце есть токовый диполь с дипольным моментом рс , который поворачивается, изменяет свое положение и точку приложения за время сердечного цикла.

Отведение Разность потенциалов между точками на теле человека (например левая рука- правая рука) в физиологии принято называть « отведениями » .

Три стандартных отведения U I : U III = р с. I : р с. III

Поле диполя сердца

Электрокардиограмма здорового человека возбуждение предсердийвозбуждение желудочков Падение возбуждения желудочков

Векторкардиография- метод объемных кривых геометрическое место точек, соответствующих концу вектора рс , положение которого изменяется за время сердечного цикла.

Действие постоянного электрического тока на ткани организма Неповрежденная кожа человека обладает высоким омическим сопротивлением и низкой удельной электропроводностью , поэтому ток проникает в основном через выводные протоки потовых и сальных желез. Т. к. их общая площадь мала, то на преодоление эпидермиса, обладающего наибольшим электросопротивлением, тратится большая часть энергии тока. Поэтому здесь развиваются наиболее выраженные физико-химические реакции на воздействие постоянным током, сильнее проявляется раздражение нервных рецепторов. Преодолев сопротивление кожи, ток дальше распространяется по пути наименьшего омического сопротивления, преимущественно по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, оболочкам нервов и мышцам.

Прохождение тока через биологические ткани вызывает ряд физико-химических сдвигов, лежащих в основе физиологического и лечебного действия фактора. Постоянный электрический ток оказывает раздражающее действие на ткани организма. Т. е. под действием постоянного тока происходит перемещение (вдоль силовых линии поля) имеющихся в тканях заряженных частиц, главным образом ионов. При этом происходит изменение нормального соотношения ионов в клетках и межклеточном пространстве. Изменение ионной среды может вызвать изменение функционального состояния клеток в сторону возбуждения или торможения их деятельности. Постоянный электрический ток вызывает в биологических тканях следующие физико-химические эффекты: электролиз, поляризацию, электродиффузию и электроосмос.

Методы, основанные на воздействии на ткани организма постоянным электрическим током 1. Гальванизация — метод лечебного воздействия постоянным током небольшой величины (напряжение 60 — 80 В). При проведении гальванизации в тканях активируются системы регуляции локального кровотока и повышается содержание биологически активных веществ брадикинин, калликреин, простагландины) и вазоактивных медиаторов (ацетилхолин, гистамин), вызывающих активацию факторов расслабления сосудов (оксид азота и эндотелины).

2. Электрофорез – метод введения лекарственных веществ в организм (ионы йода, металлы, пенициллин и др. ) при помощи постоянного электрического тока. Препарат вводится с электрода, знак которого имеют вводимые ионы: с катода – отрицательные ионы, с анода – положительные ионы. Предельно допустимая плотность тока при электрофорезе и гальванизации: 2 /1, 0 смм. Аjпред

Переменный ток • Это электрический ток, направления движения зарядов которого периодически изменяется на обратное; • Переменный ток имеет частоту – количество перемещений в противоположных направлениях за 1 секунду (Герц); напряжение, силу. • Переменный ток подразделяется на низко (10 -200 Гц)-, средне (200 -1000 Гц)- и высокочастотный ( > 2000 Гц)

Действие переменного (гармонического) электрического тока низкой частоты (меньше 500 к. Гц) Оказывает раздражающее действие , т. е. под действием низкочастотного тока происходит перемещение ионов, изменение их концентрации вблизи мембран клеток, что приводит к изменению мембранного потенциала и, следовательно, к изменению функционального состояния клетки. При этом в физиотерапии используют токи, находящиеся между порогом ощутимого значения и порогом неотпускающего значения. Порогом ощутимого значения называют наименьшую силу тока, раздражающее действие которого ощущает человек. Среднее значение порога ощутимого тока на частоте 50 Гц составляет на участке предплечье-кисть порядка 1 м. А. Порогом неотпускающего значения называют наименьшую силу тока, при которой человек не может самостоятельно освободиться от проводника (источника тока), так как происходит непроизвольное сгибание сустава. Среднее значение порога неотпускающего значения на частоте 50 Гц составляет 6 – 10 м. А.

Механизм действия переменного тока Переменный ток вызывает в тканях организма разнонаправленное маятникообразное перемещение ионов. С увеличением частоты и напряженности электрического поля нарастают колебательные смещения ионов. При колебательных движениях заряженные частицы сталкиваются между собой возникает трение и возникает эндогенное тепло.

Действие переменного электрического тока высокой частоты Тепловое действие 2 jq. Количество теплоты ( q) , выделяемое в 1 м 3 за 1 с, под действием переменного электрического поля высокой частоты: j – плотность тока ρ — удельное сопротивление тканей

Диатермия метод физиотерапии, основанный на воздействии на биологические ткани переменного электрического тока высокой частоты (1 -2 МГц) , небольшого напряжения (150 -200 В) и большой силы (2 А)

Дарсонвализация Лечебное воздействие на отдельные участки тела пациента импульсным переменным током частоты 110 к. Гц, высокого напряжения (25 -30 к. В) и слабой силы. Это вызывает появление токов смещения с максимальной плотностью в поверхностных тканях, где и реализуются их основные лечебные эффекты.

Действие магнитных полей Магнитное поле оказывает силовое воздействие на движущиеся заряженные частицы (ионы) и ориентирующее воздействие на частицы, обладающие магнитным моментом. Переменное магнитное поле создает в проводящих тканях токи Фуко, которые оказывают как тепловое, так и раздражающее действие. С физическими эффектами связаны разнообразные биологические эффекты. Их делят на тепловые и нетепловые. Магнитные поля, используемые в медицине, создаются постоянными магнитами или катушками-соленоидами, которые называют индукторами. При проведении терапевтических процедур с использованием магнитного поля пациент не имеет контакта с проводниками, находящимися под напряжением. Поэтому эти процедуры электробезопасны.

Действие переменного магнитного поля Тепловое за счет возникновения вихревых токов в тканях-проводниках ( явление электромагнитной индукции ) t. Bk q 222 max sin Индуктотермия – метод физиотерапии, основанный на воздействии на биологические ткани переменным магнитным полем высокой частоты (10 -15 МГц). При индуктотермии больше тепла образуется в тканях с хорошей электропроводностью (низким сопротивлением), т. е. в жидких средах (кровь, лимфа) и хорошо кровоснабжающихся тканях (мышцы, печень и др. ). B max – амплитуда магнитной индукции ω – циклическая частота магнитного поля ρ — удельное сопротивление тканей. Количество теплоты, выделяемое в 1 м 3 за 1 с, под действием переменного магнитного поля:

Использование электромагнитных волн в медицине Радиоволны оказывают тепловое воздействие на ткани богатые водой. СВЧ-терапия – это контактный метод поверхностного прогрева тканей, богатых жидкостью (кровь, лимфа, слизистые оболочки) путем воздействия радиоволнами. Инфракрасное излучение оказывает тепловое действие. Ультрафиолетовое излучение оказывает витаминообразующее и бактерицидное действие. Рентгеновское и гамма-излучение используют в онкологии для разрушения раковых опухолей. Под действием данных излучений происходят химические реакции с образованием высокоактивных в химическом отношении соединений, которые вступают во взаимодействие с другими молекулами и в итоге приводит к разрушению биологических мембран и гибели клетки.