Магнитострикционный излучатель

Некоторые ферромагнитные металлы (никель, железо, кобальт и др.) и их сплавы обладают свойством сжиматься или расширяться под действием магнитного поля. Это явление, называемое магнитострикцией, используется для получения ультразвуков большой интенсивности в магнитострикционных излучателях.

Простейший магнитострикционный излучатель — это, например, никелевый стержень, вставленный внутрь катушки, по обмотке которой пропускается переменный ток. В катушке возникает при этом переменное магнитное поле и стержень в такт с его колебаниями периодически то сжимается, то расширяется, т. е. совершает механические колебания.

Вследствие большой частоты (малой длины волны) ультразвук обладает особыми свойствами. Так, подобно свету, ультразвуковые волны могут образовывать строго направленные пучки. Отражение и преломление этих пучков на границе двух сред подчиняется законам геометрической оптики. Он сильно поглощается газами и слабо - жидкостями. В жидкости под воздействием ультразвука образуются пустоты в виде мельчайших пузырьков с кратковременным возрастанием давления внутри них. Кроме того, ультразвуковые волны ускоряют протекание процессов диффузии (взаимопроникновения двух сред друг в друга). Ультразвуковые волны существенно влияют на растворимость вещества и в целом на ход химических реакций.

Медицина

Гигиена. То, что ультразвук активно воздействует на биологические объекты (например, убивает бактерии), известно уже более 70 лет, но до сих пор среди медиков нет единого мнения о конкретном механизме его воздействия на больные органы. Одна из гипотез: высокочастотные УЗ-колебания вызывают внутренний разогрев тканей, сопровождаемый микромассажем.

Санитария. Широко применяются в больницах и клиниках УЗ-стерилизаторы хирургических инструментов.

Диагностика. Электронная аппаратура со сканированием УЗ-лучом служит для обнаружения опухолей мозга и постановки диагноза.

Акушерство – область медицины, где эхоимпульсные УЗ-методы наиболее прочно укоренились, как, например, ультразвуковое исследование (УЗИ) движения плода, которое недавно прочно вошло в практику. Исследуются физиология и развитие плода.

Офтальмология. Ультразвук особенно удобен для точного определения размеров глаза, а также для исследования патологий и аномалий его структур.

Кардиология. Ультразвуковые методы широко применяются при обследовании сердца и сосудов.

25. Электрогенез  - возникновение потенциала действия в объектах живой природы, обусловленное комплексом физико-химических процессов, обеспечивающих поддержание неравномерного распределения ионов внутри живой клетки или быстрое перемещение ионов через мембрану.

Существуют различные виды миоцитов. Каждый из видов имеет свои характерные особенности структуры и функций. Разновидностью миоцитов являются клетки сердца - кардиомиоциты. Кардиомиоциты также имеют несколько разновидностей со своими структурно-функциональными особенностями. Одной из них являются особенности неспецифических электрических процессов. В частности, в различных кардиомиоцитах одного и того же сердца регистрируются потенциалы действия разной формы. Интервалы от нулевой точки и до начала потенциала действия соответствуют времени задержки возбуждения (латентный период) клеток того или иного отдела сердца по отношению к главному пейсмекеру сердца - синусному узлу. По мере удаления от синусного узла клеток сердца (того или иного отдела проводящей системы сердца) угол наклона начальной части кривых становится все меньше и меньше. Эта начальная часть соответствует медленной диастолической допороговой деполяризации клеток, предшествующей потенциалу действия. Медленная диастолическая деполяризация начинается сразу после завершения каждого предшествующего потенциала действия. Таким образом у клеток пейсмекеров отсутствует стабильный уровень потенциала покоя. Скорость деполяризации и амплитуда потенциалов действия в клетках синоатриального узла и атриовентрикулярного узла существенно меньше, чем в остальных отделах проводящей системы и основных (сократительных) клетках сердечной мышцы. Длительность плато и соответственно периода рефрактерности в сократительных клетках мышцы предсердий меньше, чем в сократительных клетках мышцы желудочков. Окончания волокон Пуркинье обладают самыми продолжительными потенциалами действия. В связи с этим они играют роль «частотного фильтра», ограничивающего частоту сокращений желудочков, препятствующего слишком частым сокращениям желудочков при чрезмерно высокой частоте возбуждений предсердий. Помимо того они предотвращают ретроградную активацию вышележащих отделов потенциалами действия соседних миоцитов.

   

 

Схема. Потенциалы действия различных клеток сердца.

Обозначения: Ось абсцисс - время. Калибровочный сигнал - 50 мв. 1. Потенциал действия синоатриального узла(узел Киса-Флека)1. 2. Потенциал действия клеток миокардапредсердий (межузловые пути проводящей системы сердца). 3. Потенциал действия клеток атриовентрикулярного узла (узел Ашоффа-Тавары)2. 4. Потенциал действия клеток пучка Гиса3. 5. Потенциал действия волокон Пуркинье4. 6. Потенциал действия сократительных клеток мышцы желудочков.

 

 

Схема потенциала действия (ПД) миоцита

 

 

 

 

 

 

 

26. Функция автоматизма заключается в способности сердца вырабатывать электрические импульсы при отсутствии внешних раздражений. Функцией автоматизма обладают клетки водителей ритма – пейсмекеры.

 

 

Если в норме трансмембранное потенциальное действие сократительных мышечных клеток в течение всей диастолической фазы стабильно поддерживается на одном и том же уровне, для волокон водителей ритма характерно медленное спонтанное уменьшение мембранного потенциала в диастолу. Этот процесс носит название медленной спонтанной диастолической.

Чем выше скорость спонтанной диастолической деполяризации, тем чаще в клетках водителя ритма возникают электрические импульсы.

 

Проводимость - способность к проведению возбуждения, возникшего в каком-либо участке сердца к другим отделам сердечной мышцы.

 

Последовательность и особенности распространения возбуждения.

В норме волна возбуждения, генерированного в клетках в клетках СА-узла, распространяется по короткому проводящему пути на правое предсердие, по трем межузловым трактам – Бахмана, Венкебаха и Тореля – к АВ-узлу и по медпредсердному пучку Бахмана – на левое предсердие.

 

Возбудимость - способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов.

 

Абсолютный рефрактерный период миокардиального волокна – это когда клетка вообще не способна отвечать новой активацией на какой-либо дополнительный электрический стимул (в начале трансмембранного потенциала действия)

Относительный рефрактерный период – это когда нанесение очень сильного дополнительного стимула может привести к возникновению нового повторного возбуждения клетки.

Сократимость – способности сердечной мышцы сокращаться в ответ на возбуждение.

Все сердце в электрическом отношении представляется как некоторый электрический генератор в виде реального устройства и как совокупность электрических источников в проводнике. На поверхности проводника будет электрическое напряжение, которое в процессе сердечной деятельности возникает на поверхности тела человека. Моделировать электрическую деятельность сердца вполне допустимо, если использовать дипольный эквивалентный электрический генератор.

Дипольное представление о сердце лежит в основе теории отведений Эйнтховена. Согласно ей сердце есть таковой диполь с дипольным моментом, который поворачивается, изменяет свое положение и точку приложения за время сердечного цикла. В. Эйнтховен предложил снимать разности биопотенциалов сердца между вершинами равностороннего треугольника, которые приближенно расположены в правой и левой руке и левой ноге. (+ см лаб.тетр. стр 57)

 

27. Электрический диполь — система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов (), расстояние между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.

Электрический момент диполя (дипольный момент):
.

Токовый диполь – система из двух полюсов источника тока, помещенных в проводящую электролитическую среду.

 

(не удивляйся, там тот же вопрос!!!)

Все сердце в электрическом отношении представляется как некоторый электрический генератор в виде реального устройства и как совокупность электрических источников в проводнике, имеющем форму человеческого тела. На поверхности проводника при функционировании эквивалентного электрического генератора будет электрическое напряжение, которое в процессе сердечной деятельности возникает на поверхности тела человека. Моделировать электрическую деятельность сердца вполне допустимо, если использовать дипольный эквивалентный электрический генератор. Дипольное представление о сердце лежит в основе теории отведений Эйнтховена. Согласно ей сердце есть таковой диполь с дипольным моментом, который поворачивается, изменяет свое положение и точку приложения за время сердечного цикла.

 

28. Элѐктрокардиогра́фия — методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца.

Прямым результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (ЭКГ) — графического представления разности потенциалов возникающих в результате работы сердца и проводящихся на поверхность тела. На ЭКГ отражается усреднение всех векторов потенциалов действия, возникающих в определённый момент работы сердца.

Каждая клетка сердечной мышцы создаёт электрическое поле, которое имеет характеристики, подобные в общих чертах характеристикам электрического поля других типов мышечных клеток. Но потенциал действия (ПД) сердечных клеток отличается от ПД клеток поперечнополосатых мышц своей формой и длительностью. Электрическое поле сердца в целом образуется наложением электрических полей отдельных клеток. Изменения электрического поля сердца происходят при деполяризации и реполяризации мембраны клеток сердца (Рис.4). Эти изменения достаточны, чтобы создать изменения разности потенциалов между различными точками поверхности тела и чтобы обнаружить указанные изменения на большом расстоянии от их источника. Таким образом, ЭКГ характеризует возбуждение сердца, а не его сокращения.

 

В. Эйнтховен предложил снимать разности биопотенциалов сердца между вершинами равностороннего треугольника.

Эйнтховена теория  — теория формирования электрокардиограммы, согласно которой сердце рассматривается как бесконечно малый диполь, расположенный в центре треугольника Эйнтховена и непрерывно меняющий величину и направление вектора электродвижущей силы.

Основные положения теории Эйнтховена:
Электрическое поле, созданное сердцем можно представить как поле, созданное токовым диполем с электрическим моментом токового диполя так называемого в электрокардиографии интегральным электрическим вектором сердца ИЭВС — с (находится в однородной проводящей среде).
ИЭВС с за цикл работы сердца изменяется по величине и по направлению, причем его начало неподвижно и находится в атриовентрикулярном узле, а конец с описывает в пространстве сложную кривую, проекция которой на плоскости например, фронтальную в норме имеет 3 петли: Р, QRS и Эйнтховен предложил проектировать петли проекции с на фронтальную плоскость на стороны равностороннего треугольника и регистрировать разность потенциалов между двумя из трех точек равностороннего треугольника называемого треугольником Эйнтховена относительно общей точки общий электрод подключается к правой ноге — ПН. В треугольнике находится с и конец этого вектора за цикл работы сердца описывает петли Р, QRS и Т. Направление с, при котором значение | с| —максимальное значение зубца “R”, называют электрической осью сердца.

 

Проекции ИЭВС-с на стороны равностороннего треугольника на линии отведений по теории Эйнтховена для ЭКГ. Вершины треугольника условно обозначают ПР правая рука, ЛР левая рука, ЛН левая нога, общая точка ПН права нога. Стороны треугольника называют линиями отведения.