Материал: kompendium_po_fizike
141
Используется
переменный
ток
с
частотами
30-300
кГц
,
величина
тока
составляет
1-5
мА
.
Реоэнцефалография
−
метод
исследования
мозгового
кровообращения
,
основанный
на
измерении
и
записи
пульсовых
колебаний
полного
электрического
сопротивления
(
импеданса
)
головного
мозга
при
пропускании
через
него
тока
высокой
частоты
,
слабого
по
силе
и
напряжению
.
5.
Оценка
жизнеспособности
тканей
путем
измерения
импеданса
ткани
при
разных
частотах
переменного
тока
Как
известно
,
сопротивление
мертвой
ткани
практически
не
зависит
от
частоты
.
Поэтому
по
частотной
зависимости
импеданса
можно
оценивать
жизнеспособность
тканей
организма
(
например
,
для
оценки
качества
трансплантата
при
пересадке
тканей
и
органов
).
Вычисляется
коэффициент
поляризации
К
,
который
представляет
собой
отношение
импеданса
ткани
Z
н
,
измеренного
на
низкой
частоте
(
порядка
10
3
Гц
),
к
ее
импедансу
на
высокой
частоте
Z
в
(10
6
– 10
7
Гц
)
.
в
н
Z
Z
K
Для
живой
ткани
этот
коэффициент
значительно
больше
единицы
.
Рисунок
62.
Схема
реографа
C
Э
R
3
R
2
R
1
(
Фильтр
и
усилитель
низкой
частоты
)
Электрод
ГВЧ
У
Фильтр
и
УНЧ
РУ
142
ФИЗИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ
ИМПУЛЬСНОЙ
ЭЛЕКТРОТЕРАПИИ
1.
Электрический
импульс
,
импульсный
ток
и
их
физические
характеристики
Электрическим
импульсом
называется
кратковременное
изменение
напряжения
в
электрической
цепи
.
Если
цепь
замкнута
,
то
в
ней
в
ответ
на
импульс
напряжения
появится
импульс
тока
,
возникнет
т
.
н
.
импульсный
ток
.
Все
импульсы
делятся
на
два
класса
:
видеоимпульсы
,
имеющие
преимущественно
одну
полярность
,
и
радиоимпульсы
,
не
имеющие
полярности
.
По
форме
видеоимпульсы
:
прямоугольные
,
трепецивидные
,
экспоненциальные
,
колоколообразные
,
треугольные
и
т
.
д
.
Одиночный
импульс
характеризуется
следующими
величинами
:
Амплитуда
тока
(
0
I
)
или
амплитуда
напряжения
(
0
U
) –
максимальное
значение
величины
в
импульсе
.
1.
Длительность
импульса
и
–
время
,
в
течение
которого
значение
величины
больше
0,1
0
U
.
2.
Длительность
фронта
(
.
фр
) –
время
,
за
которое
напряжение
(
или
ток
)
возрастает
от
уровня
0,1
0
U
до
уровня
0,9
0
U
.
С
длительностью
фронта
связана
крутизна
(
Кр
)
фронта
импульса
:
пф
пф
U
U
U
Kp
0
0
0
8
.
0
1
.
0
9
.
0
.
3.
Длительность
спада
(
.
сп
) –
время
,
за
которое
ток
или
напряжение
уменьшается
от
уровня
0,9
0
U
до
уровня
0,1
0
U
.
Существенного
физиологического
значения
для
электростимуляции
длительность
спада
не
имеет
.
143
Последовательность
импульсов
характеризуется
следующими
параметрами
:
1.
Период
следования
импульсов
(
время
между
началом
одного
импульса
и
началом
следующего
)
−
0
и
T
или
частота
следования
импульсов
1
T
.
2.
Скважность
и
T
Q
. –
безразмерный
параметр
,
показывающий
,
во
сколько
раз
период
превышает
длительность
импульса
.
Величина
,
обратная
скважности
,
называется
коэффициентом
заполнения
1
K
Q
.
2.
Электровозбудимость
тканей
.
Реобаза
.
Хронаксия
.
Уравнение
Вейса
-
Лапика
,
закон
Дюбуа
-
Реймона
При
прохождении
электрического
тока
через
живую
ткань
наблюдается
движение
ионов
,
изменение
их
концентраций
и
их
перераспределение
вдоль
клеточных
мембран
.
Изменение
концентраций
ионов
может
привести
к
изменению
потенциалов
клетки
,
следовательно
,
клетка
может
оказаться
в
возбуждённом
состоянии
.
Как
показывают
измерения
,
чем
резче
меняется
сила
тока
через
живую
ткань
,
тем
больше
вероятность
того
,
что
она
перейдёт
в
возбужденное
состояние
.
Сила
тока
,
вызывающая
возбуждение
ткани
,
называется
пороговой
силой
тока
.
Для
стимуляции
ткани
необходимо
,
чтобы
ток
превышал
некоторое
пороговое
значение
.
Пороговый
ток
зависит
от
длительности
и
от
формы
импульса
и
определяется
экспериментально
.
С
увеличением
длительности
импульса
пороговый
ток
уменьшается
.
При
достаточно
длительных
импульсах
пороговый
ток
не
зависит
от
их
длительности
и
принимает
наименьшее
значение
,
которое
называется
реобазой
(R).
Таким
образом
,
реобаза
–
минимальная
величина
силы
тока
,
способная
вызвать
возбуждение
при
действии
на
ткань
в
течение
полезного
времени
.
Минимальная
длительность
раздражения
,
вызывающего
пороговый
эффект
при
значении
тока
,
равном
реобазе
,
называют
полезным
временем
.
Для
полной
характеристики
электровозбудимости
ткани
вводят
понятие
хронаксии
(
с
hr
) –
144
минимальная
длительность
импульса
,
при
которой
пороговый
ток
вдвое
больше
реобазы
(
рисунок
63).
Кривая
электровозбудимости
приближенно
описывается
уравнением
Вейса
-
Лапика
:
.
пор
и
a
I
b
,
где
а
и
b –
константы
,
зависящие
от
вида
тканей
.
Константы
а
и
b
можно
связать
с
реобазой
и
хронаксией
.
Если
,
и
то
значение
.
пор
I
b
,
значит
b=R
.
Значение
b
измеряется
в
амперах
(
А
)
или
миллиамперах
(mA).
Если
и
chr
,
то
.
2
пор
chr
chr
a
I
R
R
a R
.
Значение
а
измеряется
в
кулонах
(
Кл
).
Зная
а
и
b,
можно
вычислить
пороговое
значение
силы
тока
для
любых
длительностей
импульса
.
Метод
хронаксиметрии
–
метод
диагностики
состояния
нервно
-
мышечной
системы
.
В
методе
определяют
возбудимость
тканей
и
органов
на
основе
выявления
зависимости
между
пороговой
силой
электрического
раздражения
(
реобазой
,
которая
измеряется
в
миллиамперах
)
и
длительностью
его
воздействия
(
хронаксией
,
которая
измеряется
в
миллисекундах
).
Величины
хронаксии
и
реобазы
являются
количественным
показателем
функционального
состояния
ткани
при
диагностике
поражений
центральной
и
периферической
нервной
системы
,
опорно
-
двигательного
аппарата
,
а
в
комплексе
с
другими
клинико
-
физиологическими
исследованиями
позволяет
объективно
определять
эффективность
лечебных
мероприятий
.
Полученные
при
исследованиях
данные
сравнивают
со
стандартами
здорового
человека
.
Кривая
электровозбудимости
строится
,
в
основном
,
для
прямоугольных
импульсов
.
Для
токов
другой
формы
.
пор
I
будет
выше
при
той
же
длительности
импульса
.
Это
установлено
I,
мА
t,
мс
2R
chr
Рис
. 24.1
R
Рисунок
63.
Зависимость
порогового
тока
от
длительности
импульса
145
физиологами
и
формулируется
в
виде
закона
Дюбуа
-
Реймона
:
«
Раздражающее
действие
импульсного
тока
прямо
пропорционально
крутизне
переднего
фронта
импульса
».
Это
означает
,
что
с
увеличением
крутизны
фронта
импульса
пороговый
ток
уменьшается
(
при
той
же
длительности
импульса
).
Поскольку
наибольшую
крутизну
имеют
прямоугольные
импульсы
,
то
им
соответствует
наименьший
пороговый
ток
.
Амплитуда
импульсного
тока
зависит
от
органа
,
который
стимулируют
,
электродов
,
длительности
и
формы
импульсного
тока
,
и
должна
превышать
.
пор
I
.
С
другой
стороны
,
она
должна
быть
меньше
поражающего
неотпускающего
тока
:
амплитуду
тока
при
электростимуляции
выбирают
поэтому
из
соображений
техники
безопасности
и
условия
обеспечения
электростимуляции
.
Реально
амплитуда
тока
в
клинических
методиках
изменяется
в
пределах
0
1 50
I
мА
.
Ее
величина
зависит
от
размеров
электродов
,
участка
тела
и
др
.
Длительность
импульсов
при
электростимуляции
не
должна
быть
слишком
малой
–
это
может
привести
к
увеличению
порогового
тока
и
может
выйти
к
поражающему
уровню
.
Длительность
импульсов
должна
быть
порядка
миллисекунд
(
закон
Дюбуа
-
Реймона
указывает
на
влияние
фронта
импульса
).
Период
следования
импульсов
при
электростимуляции
должен
быть
больше
рефрактерного
периода
для
данной
ткани
.
Рефрактерный
период
(
.
рефр
T
) –
это
время
,
в
течение
которого
клетку
нельзя
возбудить
обычным
пороговым
током
.
После
каждого
прошедшего
импульса
участок
нерва
остается
на
одну
или
несколько
миллисекунд
в
«
рефрактерном
»
состоянии
.
В
течение
первых
1-2
мс
он
не
способен
провести
новый
импульс
,
и
только
через
несколько
миллисекунд
у
него
восстанавливается
способность
вырабатывать
импульс
нормальной
силы
.
а
)
для
скелетных
мышц
.
5
рефр
T
мс
б
)
для
нервных
клеток
.
1 2
рефр
T
мс
в
)
для
сердечной
мышцы
.
300
рефр
T
мс
Реально
в
аппаратах
для
электростимуляции
используют
импульсные
токи
частотой
1-200
Гц
.
При
более
высоких
частота
стимуляция
тоже
может
быть
,
но
уже
не
каждый
из
подводимых