Эквивалентные схемы. Импеданс тканей. Реография. Диатермия

Эквивалентная электрическая схема тканей организма - это схема, состоящая из резисторов и конденсаторов, частотная зависимость (дисперсия) импеданса которой близка к частотной зависимости импеданса биологической ткани.

Импеданс - это полное сопротивление цепи переменного тока.

Для понимания данного термина необходимо понимание закона Ома: «Сила тока в участке цепи (в нашем случае организме) прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению».

 следовательно, где: I-сила тока в участке цепи, U- напряжение на этом участке, R- сопротивление участка цепи.

Отношение амплитуды напряжения (U_max) к амплитуде силы тока (I_max) по закону ома для переменного тока выражается:

 для цепи с резисторо;

для цепи с катушкой индуктивности;

 для цепи с конденсатором.

Как следствие сумма напряжений на отдельных участках равна внешнему напряжению: U=U_max cos t = U_R +U_L +U_C.

 учитывая закон Ома:

 где Z – импеданс или полное сопротивление

Как следствие выводим:  

Но высчитывая импеданс для тела человека следует помнить, что в организме нет таких систем, которые бы ли бы подобны катушкам индуктивности, поэтому индуктивность его близка к нулю.

Величина импеданса тканей зависит от их физиологического состояния, в частности от их кровоснабжения. При кровенаполнении сосудов происходит изменение величины импеданса в такт с работой сердца. По величине изменений импеданса можно судить о состоянии сердечно-сосудистой системы.

Реология - диагностический метод, основанный на регистрации изменения величины импеданса тканей в процессе сердечной деятельности. С помощью этого метода получают реограммы головного мозга (реоэнцефалограмма), сердца (реокардиограмма), магистральных сосудов, легких, печени и конечностей. Измерения обычно проводят на частоте 30 кГц..

На практике, на исследуемый участок тела накладывают электроды площадью несколько см² и пропускают переменный ток частотой ≈ 30 − 40 кГц. Выбор частоты определяется несколькими факторами: электробезопасностью, исключением влияния электродов и емкости их контакта с кожей, уменьшением зависимости величины импеданса от механических воздействий на исследуемую ткань. Наполнение сосудов кровью изменяет расстояния между отдельными участками ткани, что должно приводить к изменению ёмкостного сопротивления. Но вклад макроскопических объемов тканей в реактивную составляющую импеданса существенен только в области α- дисперсии. Следовательно, изменения импеданса во времени обусловлены влиянием притока и оттока крови на активную составляющую полного сопротивления.

Диатермия (синоним: эндотермия, термопенетрация) — это метод физиотерапии, заключающийся в нагревании тканей и органов проходящим через них электрическим током высокой частоты (1,0—1,65 МГц) при силе до 2 А и напряжении до 150 В.

Диатермия показана при хронических и подострых воспалительных заболеваниях различных органов и систем, дистрофических и спаечных процессах, спазмахсосудов, голосовых связок, желудка и кишок, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки без наклонности к кровотечениям, а также при крупозной пневмонии (в комплексе с антибиотиками) и нефрите. Диатермия противопоказана при гнойных процессах, туберкулезе, заболеваниях нервной системы с потерей температурной чувствительности, наклонности к кровотечению, токсикозе, злокачественных новообразованиях, резком истощении, при наличии металлических инородных тел в тканях.