Навигация
Электрическое сопротивление живых тканей
45679
знаков
0
таблиц
1
изображение
3. Электрическое сопротивление живых тканей.
Электрическое сопротивление тканей играет существенную роль при регистрации биоэлектрических процессов. В некоторых случаях большое междуэлектродное сопротивление может оказаться причиной, искажающей истинный вид исследуемой биоэлектрической активности.
Измерение междуэлектродного сопротивления с помощью внешнего физического генератора электрических синусоидальных колебаний и установление зависимости его величины от различных факторов (сила тока, его частота и др.) нетрудно осуществить для амплитуд тока, составляющих десяток микроампер и больше. Определение величины междуэлектродного сопротивления для токов помех, создаваемых электрическим полем сети переменного тока и составляющих доли микроампера, представляет некоторые трудности.
Измерение же сопротивления междуэлектродной цепи для биотоков прямым путем невозможно, так как нет способа произвольно плавно менять величину амплитуды биотоков и их частоту. Приходится задачу решать следующим способом: а) установить основные закономерности изменения междуэлектродного сопротивления от различных факторов с помощью физического генератора,б) проверить эти закономерности для частных случаев с помощью биотоков. в) перенести все закономерности, выведенные с помощью физического генератора, на зависимость междуэлектродного сопротивления от различных факторов для биотоков.
Такое перенесение закономерностей оказалось возможным, во-первых, потому, что токи физического генератора и биотоки имеют одну и ту же природу, отличаясь только по амплитуде. Во-вторых, оно возможно вследствие того, что закономерности, полученные с помощью физического генератора, были выведены при силе тока, не превышающей порога ощущения, т. е. не сильно изменяющей функциональное состояние тканей. Электрическое сопротивление живых тканей определяется в первую очередь сопротивлением входящих в нее жидкостей, слабо проводящих электрический ток, поэтому прежде чем говорить о сопротивлении живых тканей, необходимо кратко остановиться на сопротивлении электролитов.
Если в электролит поместить электроды и присоединить их к источнику постоянного тока, то ионы, находящиеся ранее в беспорядочном молекулярном движении, как известно, начнут свое организованное движение между электродами, т. е. появится ток через электролит. При подключении источника тока к электродам движение ионов начинается сразу же в объеме междуэлектродного пространства, но скорость движения самих ионов невелика и зависит от природы ионов, температуры раствора, а также от приложенной к электродам разности потенциалов.
Во время протекания электрического тока через электролит ионы из раствора выделяются на электродах. Эта убыль конов пополняется за счет выделения новых ионов при распаде молекул, имеющихся в растворе. Такое явление наблюдается тогда, когда используется неполяризующаяся пара электрод - электролит.
В этом случае сопротивление электролита остается неизмененным во времени и если увеличить силу тока, протекающую через электролит, увеличивая приложенное к электродам напряжение, то сопротивление электролита останется неизменным.
Для неполяризующейся пары электрическое сопротивление электролита может быть определено по формуле:
R =r l/S
где r - удельное сопротивление электролита, 1 - расстояние между электродами и S - площадь электрода.
Если же электроды-электролит составляют поляризующуюся пару, убыль ионов не пополняется и ток текущий через электролит, постепенно ослабевает, а затем прекращается.
Это происходит вследствие того, что во время протекания электрического тока через электролит около электродов или же на их поверхности возникают физико-химические явления, изменяющие сопротивление электролита за счет выделения пузырьков газа на поверхности электродов, а также вызывающие образование на электродах разности потенциалов, обратной по знаку напряжению, приложенному к ним. Эти явления носят название электрической поляризации, а вызванная ею электродвижущая сила - ЭДС поляризации.
Чем интенсивнее происходят поляризационные явления , тем быстрее уменьшается во времени ток и тем быстрее растет сопротивление раствора.
Если кратковременно пропускать постоянный ток I , сила которого будет постепенно увеличиваться (для чего необходимо увеличивать напряжение Е, прилагаемое к электродам), то подсчитанная по закону Ома для каждого случая величина сопротивления электролита R будет уменьшаться с увеличением силы тока I.
Сопротивление живых тканей в основном определяется сопротивлением входящих в них электролитов. Межклеточную жидкость и кровь можно условно считать эквивалентными электролиту - 0,85% раствору хлористого натрия.
При измерении электрического сопротивления живой ткани применяют неполяризующиеся электроды с тем, чтобы исключить поляризационные явления на границе электрод - ткань.
Исследования свойств живой ткани при пропускании через нее электрического тока показали, что при этом имеет место явление поляризации, вызванное как физико-химическими свойствами электролитов живой ткани (межклеточная жидкость, кровь и др.), так и наличием тканей, обладающих различным электрическим сопротивлением.
При исследовании зависимости междуэлектродного сопротивления от различных факторов было установлено, что оно зависит от: а) площади электродов, наложенных на живую ткань; б) рода и формы тока, протекающего через ткань; в) силы тока; г) частоты тока; д) температуры воздуха, окружающего исследуемого; е) тщательности обработки кожи исследуемого: ж) места наложения электродов на тело исследуемого; з) времени, прошедшего после наложения электродов на кожу исследуемого, и) свойств электродной жидкости или пасты и др.
Исследования электрического сопротивления живых тканей и кожи с помощью токов физического генератора показали следующее:
Сопротивления кожи и подкожных тканей резко отличаются друг от друга по величине. Например, если сопротивление подкожных тканей составляет при прочих равных условиях несколько сот ом, то сопротивление кожи составляет сотни тысяч ом и даже единицы мегом.
Большая величина кожного сопротивления объясняется прежде всего наличием сухого эпителиального слоя эпидермиса (stratum corneum), состоящего из отмерших клеток. Кроме того, секрет сальных желез, покрывающий кожу, также обладает большим сопротивлением электрическому току.
Сопротивление междуэлектродной цепи зависит от силы тока, и эта зависимость подобна такой же зависимости сопротивления электролита (рис. 6,А) чем меньше сила тока, тем больше сопротивление цепи. Это дает основание полагать, что для биотоков величина сопротивления окажется еще большей.
Величина междуэлектродного сопротивления зависит также от частоты
синусоидального тока. Чем выше частота тока f, тем ниже полное сопротивление междуэлектродной цепи Z. Как первая зависимость R=a(I) , так и вторая Z=j(f) свидетельствует о том, что полное сопротивлениe живой ткани z наряду с активным сопротивлением R обладает и реактивным (емкостным) сопротивлением Хс, и, следовательно, емкостью С.
Сопротивление R представляет собой омическое сопротивление кожи и электролитов подножных тканей. Емкость С представляет собой суммарную емкость клеток ткани и поляризационную емкость, образующуюся на границе тканей, имеющих различное сопротивление.
Сопротивление живых тканей зависит от рода тока: самое большое сопротивление ткани оказывают постоянному току. Для переменного синусоидального тока сопротивление тканей тем выше, чем ниже его частота. Для несинусоидальных токов сопротивление тканей будет зависеть от формы тока. Обычно сопротивление живых тканей измеряется либо на постоянном токе, либо на переменном синусоидальном токе.
Чем больше площадь электродов, используемых для измерения, тем ниже сопротивление ткани. Этот вывод касается не только случая, когда измеряется тканевое сопротивление, но и случая регистрации биоэлектрических процессов.
При измерении тканевого сопротивления с помощью электродов, наложенных на кожу исследуемого, обнаружены стойкие топографические различия в сопротивлении, изморенном на различных частях тела человека, что важно также в случае регистрации биоэлектрических процессов с поверхности кожи человека. Установлено, что наибольшее сопротивление имеет место на конечностях.
Сопротивление кожи и подкожных тканей зависит также от температуры воздуха, окружающего исследуемого. С понижением температуры воздуха кровеносные сосуды кожи сужаются, что влечет за собой заметное увеличение тканевого сопротивления.
Имеет место значительное снижение междуэлектродного сопротивления во времени (в первые 30 минут) после наложения электродов на кожу исследуемого.
Как правило, сопротивление входа усилителя бионапряжений бывает равно 0,5-1 Мом, поэтому необходимо, чтобы междуэлектродное (в основном кожное) сопротивление было бы во много раз меньше входного сопротивления усилителя. При этом условии можно пренебречь падением напряжения биотоков на кожном сопротивлении и читать , что электрографическая установка полностью регистрирует исследуемую биоэлектрическую активность.
Для уменьшения междуэлектродного сопротивления кожу перед регистрацией биоэлектрических процессов для обезжиривания обрабатывают спиртом или эфиром ... Однако это нельзя считать достаточным , так как обезжиривание кожи мало снижает сопротивление рогового слоя эпидермиса. В электрографической практике нашла применение также обработка кожи пастами , содержащими абразивы (например , мелко молотая пемза), которые снимают роговой слой и значительно снижают междуэлектродное сопротивление.
Технические методы исследования электрической активности сердца больного.
Похожие работы
... , в том числе и биологическими, при стимуляции их электромагнитным полем с усилением в газовом разряде. На основе метода ГРВ группой ученых под руководством профессора К. Г. Короткова (ИТМО, Санкт-Петербург) разработан аппарат "ГРВ Камера". ГРВ Камера прошла клинические испытания, внесена в государственный реестр медицинской техники и сертифицирована Министерством Здравоохранения РФ. Метод ГРВ ...
... высокого напряжения на мишени. 12. Контроль качества защитных диэлектрических пленок диоксида и нитрида кремния При использовании защитных диэлектрических пленок SiO2 и Si3N4 в процессах планарной технологии подвергают контролю три основные характеристики: толщину пленки, наличие в ней сквозных отверстий (пористость) и количество дефектов на границе раздела кремний — защитная пленка. ...
... железы или синдром Швахмана-бодиана). Чаще заболевания желудочно-кишечного тракта возникают при совокупности эндогенных и экзогенных факторов. 2. Синдромы и симптомы В клинической картине заболеваний органов пищеварительной системы можно выделить симптомы и синдромы, характерные как для всех заболеваний органов пищеварения, так и характерные только для определенного заболевания. Наиболее ...
... когда какой цветок раскрывается, и прилетают именно к этому времени, вероятно, улавливая изменения в состоянии физических полей в окружающей их природе. Так же как и в неживой природе, электрическое и магнитные поля живого организма взаимосвязаны. В крови животных и человека обнаружен биогенный магнетит, который, по-видимому, позволяет живому организму чувствовать изменения магнитного поля Земли ...
0 комментариев