Импульсный ток

1.

Модель сегодняшнего дня:
Проведение возбуждения (передача информации)
имеет внутреннюю электрическую природу
Возбуждение → электрический сигнал
Причина
Следствие

2.

Постановка обратной задачи:
Внешнее электротоковое воздействие
Появление возбуждения
Контроль воздействия
Регистрация параметров
возбуждения
Метод исследования свойств + метод воздействия

3.

Необходимые условия:
1. Управляемый источник электросигнала
2. Правила безопасности
Любое внешнее искусственное воздействие на
живое – потенциально опасно

4.

Структурная схема измерения (воздействия)
Внешний источник электрической энергии
(электрического сигнала)
Объект измерения (воздействия)
Информационный
сигнал
(реография)
Реакция объекта на
воздействие
(электростимуляция)

5.

Источник электрического сигнала (генератор)
u = u(t)
Связь 1
Объект исследования (воздействия)
Связь 2
Регистратор отклика на воздействие

6.

Электровоздействие (физиология)
U0, f
Объект воздействия
Отклик
Электрод 2
Электрод 1
ЭГ

7.

Связи 1, 2
Игольчатый электрод
Поверхностный электрод
«Согласователь» сопротивлений
Объект исследования (воздействия)

8.

Эффект воздействия определяется не только
абсолютным значением
тока, но и плотностью тока под стимулирующим
электродом. Плотность тока определяется
отношением величины тока, протекающего по цепи,
к величине площади
электрода, поэтому при монополярном
раздражении площадь активного электрода
всегда меньше пассивного.
di
j
;
dS
А
j 2
м

9.

Реакция возбудимой током ткани зависит от:
1. Формы тока
(постоянный, переменный или импульсный);
2. Продолжительности действия тока;
3. Крутизны нарастания
(изменения) амплитуды тока

10.

Импульсный электрический ток
Электрический импульс – кратковременное изменение
силы тока (электрического напряжения)
Радиоимпульс (двуполярный)
i
i
t
АМ
(ДВ, СВ, КВ)
t
ЧМ
(УКВ, FM)

11.

Видеоимпульс (преимущественно однополярный)
(импульсный ток – череда видеоимпульсов)
i
i
t
t
i
i
t
t

12.

i
Вершина
I max
t
Хвост
τi
T

13.

Т – период следования импульсов
τi – длительность импульса
Imax – амплитуда импульса
T
Скважность импульсов: Q
τi
1 τi
Коэффициент заполнения: k
Q T
Крутизна переднего фронта:
di
dt

14.

Модуляция импульсов
Амплитудная
i
t

15.

Частотная (скважности)
i
t

16.

Модуляция длительности импульсов
(скважность и КрПФ)
i
t

17.

Закон Дюбуа – Реймона:
Раздражающее действие тока (РДТ):
d 2q
di
РДТ f f 2
dt
dt
i ψ vq
dv q
di
φ
φ aq
dt
dt

18.

Вывод:
РДТ F КрПФ
Возбудимые ткани повышают порог
(“приспосабливаются”) к постепенно нарастающей силе
раздражения. Это свойство тканей называется
аккомодацией и характеризуется снижением порогового
тока IП при возрастании крутизны переднего фронта
одиночных длительных импульсов. Исследование
аккомодации производится с помощью треугольных или
трапецеидальных импульсов с регулируемой
крутизной переднего фронта.

19.

Действие на ткани ритмически повторяющихся
одиночных импульсов называется
частотным раздражением.
Частотное раздражение позволяет выявить особое
свойство возбудимых тканей –
лабильность или функциональную подвижность.
Характеризует способность ткани давать
оптимальную реакцию только в определенных пределах
частоты повторения раздражающих импульсов.
Определение лабильности осуществляется путем
наблюдения характера реакции (тетанического
сокращения мышц) при различной частоте
раздражающих импульсов тока.

20.

РДТ F КрПФ
КрПФ max
i
i
t
t
i
i
t
t

21.

Раздражающее действие прямоугольных импульсов
в значительной мере
зависит от их длительности,
обуславливающей наибольшее смещение ионов за
время действия импульса.
Эта зависимость описывается уравнением
Вейса-Лапика:
,
a
I b
τi

22.

Раздражающее действие импульсного тока
a
I b
τi
Характеристика
возбуждения
данной мышцы
(гипербола В – Л)
I
2R
τi → 0
Aq → 0
+
i
I const R
chr
τi
R – горизонтальная асимптота гиперболы В – Л
chr = τi при IП = 2R

23.

Хронаксия chr и реобаза R характеризуют возбудимость
органа или ткани и могут служить показателями
их функционального состояния или
диагностическим признаком при их поражении.

24.

Действие переменного синусоидального тока
на организм оценивается:
1. Порогом ощутимого тока;
2. Порогом неотпускающего тока

25.

I, мА
50
1
50
f, Гц

26.

Физиотерапевтическое воздействие
Диатермия – электротерапевтический метод,
основанный на использовании высокочастотного
переменного электрического тока
В основе физиологического действия
диатермии лежит в основном ее тепловой эффект

27.

Количество выделяемого
при диатермии тепла пропорционально квадрату
силы тока в тканях. Поскольку ткани организма
неоднородны по своим электрическим свойствам,
то и теплообразование в них будет различным.
При поперечном расположении электродов кожа,
подкожная клетчатка и другие поверхностные
ткани, имеющие высокое омическое сопротивление,
будут нагреваться сильнее, чем глубоколежащие ткани.
Температура поверхностных тканей во время
процедуры повышается на 2-3 °С.

28.

Раздражение тепловых рецепторов рефлекторно вызывает
расширение сосудов и увеличение кровотока,
препятствующего перегреву тканей.
Развивается активная гиперемия,
повышается проницаемость сосудов
и улучшается микроциркуляция,
что ведет к уменьшению воспалительных
явлений и рассасыванию инфильтратов.
Под влиянием повышения температуры
и улучшения притока питательных
веществ в тканях усиливается
активность биохимических процессов,
возрастает обмен веществ и ускоряются
процессы регенерации поврежденных тканей.
Функции органов и систем при этом усиливаются.

29.

Дарсонвализация — это метод физиотерапии,
основанный на использовании импульсного
тока высокой частоты (110—400 кГц),
высокого напряжения (десятки тысяч вольт)
и малой силы (до нескольких миллиампер).

30.

При местной дарсонвализации ток от аппарата к пациенту
подводят посредством стеклянных конденсаторных
вакуум - электродов .
При общей дарсонвализации (индуктотерапии)
пациента в сидячем или лежачем
положении помещают в большой соленоид .

31.

Лечебное действие при местной дарсонвализации
оказывают:
1. Импульсный высокочастотный ток, проходящий
через все тело пациента
2.Электрический разряд,
возникающий между кожей больного и
вакуум – электродом.
При общей дарсонвализации
лечебное действие оказывает наведенный на тело
пациента по закону электромагнитной индукции
высокочастотный ток.

32.

Микроволновая терапия
(синоним СВЧ терапия)
— метод физиотерапии, основанный на использовании
энергии электромагнитного поля сверхвысокой
частоты (2375 МГц — длина волны
12,6 см и 460 МГц—65 см),
небольшой мощности,
подводимой к пациенту
посредством волноводных,
реже отражательных излучателей,
концентрирующих ее в пучок.

33.

Преимуществом микроволновой терапии перед
индуктотермией и УВЧ-терапией
является возможность воздействия на строго
ограниченные участки тела пациента,
более точная дозировка интенсивности
воздействия и более свободная поза
пациента во время процедуры.

34.

Токи диадинамические – постоянные низкочастотные
почти полусинусоидальной формы импульсные токи,
использующиеся с лечебно-профилактическими целями.
i
t

35.

ДДТ характеризуются следующими особенностями:
базовые токи имеют частоту 50 и 100 Гц.
Могут использоваться раздельно или
в различных комбинациях.
Модулированными:
их можно использовать
как в непрерывном, так
и в импульсном режимах.
В современных аппаратах
имеется возможность изменения формы
(обычно за счет изменения фронта) импульса.

36.

Диадинамические токи
(постоянной полярности)
при определенных состояниях
обладают хорошей терапевтической
эффективностью.
При большом сопротивлении эпидермиса,
они производят сильное раздражение
под электродами, что ограничивает
их применение, особенно в детской практике

37.

От этого недостатка свободны синусоидальные
модулированные токи
(СМТ), обладающие высокой терапевтической
эффективностью при многих патологических
состояниях.
Их основу составляет переменный
синусоидальный ток частотой 5000 Гц +
+ модуляция (изменение амплитуды, заполнение и т.д.)

38.

i (t )
t

39.

Общие выводы:
Электрический ток широко используется в
экспериментальной
физиологии при изучении характеристик
возбудимых тканей, в клинической практике
для диагностики и лечебного воздействия,
поэтому необходимо рассмотреть механизмы
воздействия электрического тока на
возбудимые ткани. Реакция возбудимой
ткани зависит от формы тока
(постоянный, переменный или импульсный),
продолжительности действия тока,
крутизны нарастания (изменения) амплитуды тока.