Лекция. Действие электро-физических факторов на организм



Pdf көрінісі
бет1/7
Дата14.09.2022
өлшемі0.53 Mb.
#290255
түріЛекция
  1   2   3   4   5   6   7
Байланысты:
13 тема Теория Физфакторы в медицине



14 лекция. ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРО-ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА
ОРГАНИЗМ
1. Действие постоянного тока на биологические объекты. 
2. Гальванизация и электрофорез.
3. Действие переменного тока на биологические объекты.
4. Общее понятие об медицинской электронной аппаратуре.
5. Структурная блок-схема приборов для регистрации биопотенциалов
6. Устройства съема: электроды и датчики. 
7. Устройства регистрации.
8. Усилители и генераторы. 
9. Надежность медицинской аппаратуры.
Цель лекции: изучить действия различных физических
факторов(ФФ) на организм и методах применение ФФ в диагностических
и лечебных целях. 
Начнем лекцию с рассмотрения постоянного электрического тока. Как
известно, из школьного курса физики электрический ток представляет собой
направленное движение электрически заряженных частиц под действием
электрического поля. Обычно такими частицами является в металлах
электроны, в растворах положительные и отрицательные ионы, в
биологических объектах различные заряженные частицы (ионы, молекулы и
т.д.) 
В биологических объектах чисто электронная проводимость
отсутствует, так как они в основном представляет собой или диэлектрики или
растворы электролитов; к последним относятся кровь, цитоплазма и
различные тканевые жидкости. Например, плазма крови содержит 0,32%
поваренной соли и небольшое количество других солей, а также 6-7% белков.
Можно было предположить, что такие системы содержащей большое
количество свободных ионов, будут иметь малое удельное сопротивление.
Опыты показывает, что удельное сопротивление цитоплазмы постоянному
току довольна велико от 1 до 3 Ом∙м, а удельное сопротивление большинство
тканей имеет величины от 10 до 100 кОм. Это можно объяснить тем, что в
состав цитоплазмы входят, помимо электролитов жиры и белки, а на
электрические сопротивление клеток и тканей оказывает значительное
влияние клеточные мембраны. Лучше всего проводят электрический ток
спинномозговая жидкость, кровь, лимфа, несколько хуже- мышцы, печень,
легочная ткань. Очень большое сопротивление имеют жировая и костная
ткань, кожа. Так же надо учесть, что на удельное сопротивление ткани
влияет внешние факторы, сопротивление влажной кожи значительно
меньше, чем сухой, различные повреждения (ссадины, ожоги) понижает
сопротивление кожи. Органы и ткани неоднородны по своему составу. Так,
наложении электродов на участки тела линии тока проходят через кожу,
1


жировую и мышечную ткани, вдоль потоков тканевой жидкости, по
кровеносным сосудам, нервным волокнам и т.п.
Физиологические действие постоянного тока в значительной степени
связанно с процессами, происходящими в электролитах, заполняющих
клетки и ткани. Если приложить в поверхности тела два электрода, то даже
при слабых токах ощущается жжение, а при увеличение тока на коже
появится ожог. Объясняется это тем, что ионы натрия и хлора,
содержащихся в большом количестве в цитоплазме и в межклеточных
жидкостях, в результате вторичных реакций на электродах образуют такие
вещества, как HCl, NaOH, действие которых на ткани и приводит к ожогу.
Для предупреждения этого явления при лечении электрическим током и при
биоэлектрических измерениях используют неполяризующиеся электроды, а
также помещают между металлическими и кожей марлевую прокладку,
смоченную физиологическим раствором. В медицинской практике обычно
применяют свинцовые электроды. Они легко принимают форму того органа,
к которому их прикладывают. Это существенно, так как если электрод
касается тела только в нескольких точках, то плотность тока в этих точках
возрастает, что может привести к ожогу. Кроме того, тяжелые ионы свинца
обладают малой подвижностью и не проникают в организм при прохождении
слабого тока. 
Прохождение постоянного тока приводит к раздражению клеток и
тканей. Это ведет к болевым ощущениям, шоку и при определенной
величине к гибели. Причина раздражения клеток сводится к
поляризационным эффектам, так как при прохождении тока на
противоположенных концах клетки накапливаются разноименно заряженные
ионы. Возбуждение клетки происходит тогда, когда концентрация ионов на
противоположенных поверхностях мембраны достигает определенного
предельного значения и происходит пробой мембраны. Этот процесс будет
интенсивным, чем больше плотность тока в ткани. При слабых токах пробоя
мембраны не будет, так как накапливающиеся на ее поверхностях в
небольших количествах ионы будут разбрасываться в стороны тепловым
движением. Таким образом, раздражение ткани электрическим током имеет
определенный порог, ниже которого действие тока живым организмам не
ощущается. Поскольку для достижения порогового значения необходимо
накопление на мембране определенного электрического заряда, величина
порогового тока должно быть тем больше, чем меньше время действия тока.
При малом времени действия тока, т.е. при прохождения через ткань
кратковременного импульса, обладающие определенной инерцией ионы
практически не успевают прийти в движение, следовательно раздражение
ткани незначительно. Зависимость пороговых величин тока и напряжения от
времени их действия выражается формулой Вейса:
I
п 
= a/t + b и U
п
= A/t + B
где А,В, а,b - эмпирические константы. График такой зависимости от
времени для порогового напряжения дано в рис.1.
2


Константу b или B, определяющую минимальную силу порогового
тока или минимальное значение порогового напряжения, необходимое для
раздражения при длительном воздействии тока, называют реобазой. Время ,
необходимое для раздражения при силе тока, равной двум реобазам,
называют хронаксией. Это величина является показателем скорости
возникновения возбуждения и показателем об уровне возбудимости ткани.
Слабые токи обладают терапевтическим действием. Метод лечения
слабым постоянным током называют гальванизацией. Этот метод начали
применять еще XIX век, когда постоянный ток называли гальваническим. В
зависимости от место приложения электродов раздражения передается от
кожи по нервам на тот или иной внутренний орган, в котором происходит
изменения его обменных и функциолнальных свойств. При продольном
расположении электродов (на одной стороне тела) воздействию
подвергаются поверхностно расположенные ткани. При поперечном
расположении электродов (на противоположных участках тела) воздействию
подвергаются глубоко расположенные органы и ткани(рис.2).
Рис. 2. Расположение плоских электродов при гальванизации
В качестве ответной реакции на раздражение рефлектро расширяются
капилляры, изменяется проницаемость клеточных мембран, элеткролиз в
3
I I I
0 0.1

0.2 0.3
45 __
30__
15__
U, 
В

В
t,
мс
Рис 1. 

-
хронаксия, В- реобаза.


клетках и тканях приводит в возникновению новых веществ с иной
физиологичеескойактивностью и т.п. Что касается теплового эффект, то при
гальванизации он нижтожно мал, так как при терапевтических процедурах
применяют токи, плотность которых не превышает 0,5 мА/см
2
. В лечебных
целях постоянный ток используется также и в электрофорезе.
Электрофорезом называют метод введение лекарственного вещества через
кожу или слизистые оболочки с помощью постоянного тока. Для этого под
соответствующий электрод кладут прокладки, смоченные лекарственным
препаратом. Лекарство вводят с того полюса, зарядом которого обладают его
ионы. Через катод вводят анионы (иод, гепарин, бром и т.д.), а через анод-
катионы (Na, Ca, новокаин и т.д.). 
Электрофорез – достаточно длительная процедура, что связано с
низкой подвижностью ионов. Расположение электродов на теле пациента и
продолжителность процедуры определяются местом залегания ткани, на
которую оказывается лечебное воздействие. 
Теперь рассмотрим действие переменного тока на живой организм. В
медицине принята следующая классификация частот переменного тока:
Низкая(звуковая) частота(НЧ): 20-20000 Гц;
Ультразвуковая частота(УЗ) 20000 Гц – 100 кГц
Высокая частота(ВЧ) 100 кГц- 100 кГц - 30 МГц
Ультравысокая частота(УВЧ) 30- 100 МГц
Сверхвысокая частота (СВЧ) 100 МГц-1000 МГц
Крайне высокая частота(КВЧ) 1000 МГц- 3000 МГЦ
Эксперименты над животными и наблюдениями за людьми показывают, что
электрические и магнитные поля оказывают влияние на многие функции
живых организмов и практически все живые существа чувствительны к
действию электромагнитного поля (ЭМП). При взаимодействий с
биообъектами энергия поля в основном затрачивается на нагревание этих
объектов. На частотах свыше 100 кГц раздражающее действие переменного
тока полностью прекращается. Это связана прежде всего с тем, что на таких
частотах воротные процессы ионных каналов не успевают срабатывать и
внутриклеточный состав не изменяется. Основным первичным эффектом в
этом случае является тепловое воздействия. Удельная тепловая мощность,
выделяющаяся в тканях, определяется по формуле: q=j
2

, где j- плотность
тока в тканях, - удельное сопротивление ткани. Сила тока, следовательно и
его плотность зависит от импеданса ткани, который свою очередь, зависит
от частоты. Поэтому подбором частоты тока можно добиться селективного
теплового воздействия на ткани нужного вида. Преимущества лечебного
прогревания ВЧ токами перед обычной грелкой следующее:

теплота выделяется во внутренних частях организма, а не поступает 
через кожные покровы;

подбором соответствующей частоты можно осуществлять 
избирательное воздействие на нужный вид ткани;
4



количество выделяемой теплоты можно дозировать, регулируя 
выходную мощность генератора.
В низкочастотном диапазоне до 10 МГц почти все ткани можно
рассматривать как проводящие среды, и превращение энергии ЭМП в
теплоту связано преимущественно с потерями на джоулево тепло. При этом
более высоких частотах, т.е. в диапазонах УВЧ и СВЧ, тангенс угла потерь
(показатель долю энергии ЭМП, расходуемой на нагревание) уменьшается, и
ткани уже нельзя рассматривать как проводники. Даже нагревание крови при
СВЧ облучение обусловлено диэлектрическими потерями. Глубина
проникновения ЭМП в ткани зависит от частоты: чем больше частота, тем
меньше проникающая способность электромагнитных волн, глубина
проникновения ЭМП в ткани равна 0,1 длины волны. 
Количество теплоты, выделяемой в тканях, зависит от электрических
параметров ткани, от частоты и от интенсивности облучения. Поскольку
ионный состав и количество полярных молекул в разных тканях различно, то
пир одном и том же ЭМП в разных тканях выделяется разное количество
теплоты. Степень нагрева зависит еще от терморегуляционных свойств
ткани. Органы с относительно малым количеством кровеносных сосудов
(глаза, семенник) нагреваются сильнее, так как кровь, обладающая большой
теплоемкостью, хорошо отводит тепло. Расчеты показывают, что сколько-
нибудь значительных изменений в тканях, связанных с их нагревом, можно
ожидать лишь в очень сильных ЭМП, в которых величина напряженности
электрического поля достигают значений порядка 100 В/м для СВЧ и 10
6
В/м
для ВЧ. Интенсивности таких полей на много порядков превышают
интенсивности естественных ЭМП, и как правило, они применяются в
терапевтической практике. 
Долгое время считалось, что природные ЭМП, а также радиофоны не
оказывают влияние на организм. Последние десятилетия было обнаружено,
что самые различные организмы от одноклеточных до млекопитающих
обладают высокой чувствительности в природным и слабым ЭМП. Они не
вызывают теплового эффекта, оказывают действие на центральную и
вегетативную нервную систему, что в свою очередь, приводит к
функциональным сдвигам других физиологических систем организма. К
таким сдвигам относятся нарушения ритма сердца, кровяного давления,
обменных процессов, и т.п. У человека могут нарушаться зрительные,
звуковые, осязательные ощущения, у животных происходит изменение
эмоционального состояния: от угнетенного до возбужденного. Человек,
находящийся в ЭМП с частотой 425, 1310 и 2982 МГц, слышит жужжание,
свист, щелканье. Это экссенсорное восприятие (восприятие, осуществляемое
помимо известных органов чувств) объясняется тем, что ЭМП оказывает
непосредственное действие на электрические поля нейронов мозга, в
результате чего и возникает ощущение звука. 
5


В практической медицине действия переменных ЭМП используется
в терапии. Ниже мы рассмотрим физические основы некоторых методов,
применяемых в клинической практике. 


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7




©melimde.com 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
Сабақтың тақырыбы
бойынша жиынтық
жиынтық бағалау
Сабақ тақырыбы
Сабақтың мақсаты
ғылым министрлігі
тоқсан бойынша
бағдарламасына сәйкес
Сабақ жоспары
бағалауға арналған
Реферат тақырыбы
сәйкес оқыту
жиынтық бағалауға
арналған тапсырмалар
білім беретін
оқыту мақсаттары
Қазақстан республикасы
бағалау тапсырмалары
республикасы білім
Жалпы ережелер
жиынтық бағалаудың
рсетілетін қызмет
бекіту туралы
мерзімді жоспар
Қазақстан тарихы
тоқсанға арналған
Қазақстан республикасының
арналған жиынтық
болып табылады
қызмет стандарты
жалпы білім
нтізбелік тақырыптық
Мектепке дейінгі
арналған әдістемелік
оқыту әдістемесі
бағалаудың тапсырмалары
Қазақ әдебиеті
Зертханалық жұмыс
Инклюзивті білім
пәнінен тоқсанға
білім берудің
Әдістемелік кешені
тақырыптық жоспар
Қысқа мерзімді
республикасының білім
туралы жалпы
атындағы жалпы
Қазақстанның қазіргі
Жұмыс бағдарламасы
пайда болуы
қазақ тілінде