Лекция № 11Лекция № 11

Действие Действие электрического тока электрического тока

на биологические на биологические ткани организматкани организма

План лекцииПлан лекции1.1. Постоянный ток. Влияние постоянного Постоянный ток. Влияние постоянного

тока на ткани организма.тока на ткани организма.2.2. Полярное действие постоянного тока. Полярное действие постоянного тока.

Законы раздражения Законы раздражения ПфлюгераПфлюгера..

3.3. Гальванизация. Электрофорез.Гальванизация. Электрофорез.4.4. Импульсные токи, роль фактора времени, Импульсные токи, роль фактора времени,

силы и крутизны нарастания для силы и крутизны нарастания для раздражающего действия.раздражающего действия.

5.5. Закон Дюбуа–Реймона.Закон Дюбуа–Реймона.6.6. Уравнение Вейса-Лапика.Уравнение Вейса-Лапика.7.7. Электротерапия.Электротерапия.

Действие электрического тока Действие электрического тока на биологические тканина биологические ткани

• В основе действия электрического тока В основе действия электрического тока на биологические ткани лежит движение на биологические ткани лежит движение заряженных частиц, преимущественно заряженных частиц, преимущественно ионов тканевых электролитов, ионов тканевых электролитов, приводящий к изменению состава ионов приводящий к изменению состава ионов по обе стороны клеточной мембраны. по обе стороны клеточной мембраны. Изменение ионной среды может вызвать Изменение ионной среды может вызвать изменение функционального состояния изменение функционального состояния клеток в сторону клеток в сторону возбуждениявозбуждения или или торможенияторможения их деятельности. их деятельности.

Закон Пфлюгера (Закон Пфлюгера (Pfluger)Pfluger)PflugerPfluger сформулировал сформулировал полярный полярный

законзакон, который включает в себя , который включает в себя 3 основных положения3 основных положения::

1)1) Постоянный ток оказывает Постоянный ток оказывает раздражающее действие при раздражающее действие при замыкании и размыкании замыкании и размыкании электрической цепи.электрической цепи.

2)2) Раздражающее действие цепи Раздражающее действие цепи определяется при замыкании определяется при замыкании катодом катодом (‘-’ (‘-’ электрод), а при электрод), а при размыкании – анодом размыкании – анодом ((‘+’‘+’электрод).электрод).

3)3) Наибольшее раздражающее Наибольшее раздражающее действие наблюдается на катоде, действие наблюдается на катоде, меньшее на аноде.меньшее на аноде.

Роль катода и анода в Роль катода и анода в возникновении мембранного возникновении мембранного

потенциалапотенциала• На катоде На катоде

наблюдается наблюдается вторичная вторичная деполяризация деполяризация

• На аноде На аноде наблюдается наблюдается гиперполяризациягиперполяризация

Первичное действие постоянного Первичное действие постоянного тока на ткани организма связано с тока на ткани организма связано с

поляризационными явлениями.поляризационными явлениями. Вследствие различной Вследствие различной

подвижности ионов, подвижности ионов, задержки и накопления их у задержки и накопления их у полупроницаемых мембран полупроницаемых мембран в тканевых элементах и в тканевых элементах и прежде всего внутри клетки прежде всего внутри клетки и в окружающей ее и в окружающей ее тканевой жидкости тканевой жидкости происходит изменение происходит изменение обычной концентрации обычной концентрации ионов той или иной ионов той или иной природы.природы.

Виды электротерапииВиды электротерапии1.1. Лечение постоянным током и полемЛечение постоянным током и полем

a.a. ГальванизацияГальванизацияb.b. ЭлектрофорезЭлектрофорез

2.2. Лечение импульсным токомЛечение импульсным токомa.a. ЭлектростимуляцияЭлектростимуляция

МышцМышц ЭлектромиостимуляцияЭлектромиостимуляция

Центральной нервной системыЦентральной нервной системы ЭлектросонЭлектросон ЭлектроаналгезияЭлектроаналгезия ЭлектронаркозЭлектронаркоз

СердцаСердца Дефибриляция (электроимпульсная терапия)Дефибриляция (электроимпульсная терапия) Хроническая электрокардиостимуляцияХроническая электрокардиостимуляция

a.a. ЭлектролечениеЭлектролечение Синусоидально-импульсный ток низкой частотыСинусоидально-импульсный ток низкой частоты Синусоидально-модулированный токСинусоидально-модулированный ток

3.3. Лечение переменным током и полями высокой и Лечение переменным током и полями высокой и ультравысокой частотыультравысокой частоты

a.a. УВЧ-терапияУВЧ-терапия

Лечение Лечение постоянным постоянным

током и полемтоком и полем

ГальванизацияГальванизация ГальванизацияГальванизация – это – это

лечебный метод, при лечебный метод, при котором используется котором используется действие на ткани действие на ткани организма организма постоянного постоянного электрического тока электрического тока малой силы (до 50 мА) малой силы (до 50 мА) и напряжением и напряжением

60-80 В.60-80 В.

Схема гальванизацииСхема гальванизации

Назначение прокладки в Назначение прокладки в гальванизациигальванизации

• Мокрая прокладка смачивает поверхность тела Мокрая прокладка смачивает поверхность тела и тем самым уменьшает его сопротивление и и тем самым уменьшает его сопротивление и увеличивает электропроводность.увеличивает электропроводность.

• Мягкая увлажненная прокладка обеспечивает Мягкая увлажненная прокладка обеспечивает более полный контакт с поверхность кожи, чем более полный контакт с поверхность кожи, чем металлический электрод. металлический электрод.

• Образующиеся у электродов щелочи на Образующиеся у электродов щелочи на отрицательном электроде и кислоты на отрицательном электроде и кислоты на положительном электроде находились в месте, положительном электроде находились в месте, удаленном от тела, и не вызывали химических удаленном от тела, и не вызывали химических ожогов.ожогов.

ЭлектрофорезЭлектрофорез – – это метод введения это метод введения

лекарственных веществ лекарственных веществ при помощи постоянного при помощи постоянного

электрического тока малой электрического тока малой силы (до 50 мА)силы (до 50 мА)

Правила введения лекарственных Правила введения лекарственных веществ при электрофорезевеществ при электрофорезе

1.1. Из прокладки под «+» электродом Из прокладки под «+» электродом в ткани организма вводят ионы в ткани организма вводят ионы металлов и «+» заряженные металлов и «+» заряженные частицы сложных веществчастицы сложных веществ

2.2. Из прокладки под «-» электродом в Из прокладки под «-» электродом в ткани организма вводят ткани организма вводят кислотные радикалы и «-» кислотные радикалы и «-» заряженные частицы сложных заряженные частицы сложных веществвеществ

Схема Схема электрофорезаэлектрофореза

С положительного С положительного электродаэлектрода

С отрицательного С отрицательного электродаэлектрода

КальцийКальций ХлорХлор

МагнийМагний БромБром

НатрийНатрий ЙодЙод

Новокаин (из Новокаин (из хлористой соли)хлористой соли)

Пенициллин (из Пенициллин (из натриевой и натриевой и

калиевой соли)калиевой соли)

ХининХининРадикалы Радикалы

салициловой и салициловой и фосфорной кислотфосфорной кислот

Преимущества введения Преимущества введения лекарственных веществ методом лекарственных веществ методом

электрофореза перед другими электрофореза перед другими способамиспособами

• Введение лекарственных ионов в строго Введение лекарственных ионов в строго локализованную областьлокализованную область

• Местное воздействие на тканиМестное воздействие на ткани

• Образование лекарственного депо, т.е. скопление Образование лекарственного депо, т.е. скопление ионов на внешней поверхности мембран клеток, ионов на внешней поверхности мембран клеток, сохранение их в течение 2-3 недель и постепенное сохранение их в течение 2-3 недель и постепенное поступление в местный кровоток организмапоступление в местный кровоток организма

• Лекарства, вводимые в организм методом Лекарства, вводимые в организм методом электрофореза, не подвергаются разрушениюэлектрофореза, не подвергаются разрушению

Лечение Лечение импульсным импульсным

токомтоком

Импульсным токомИмпульсным током называют ток, состоящий из называют ток, состоящий из ритмически с определенной ритмически с определенной

частотой повторяющихся частотой повторяющихся импульсов импульсов

соответствующей соответствующей длительности и формы.длительности и формы.

Импульсы делятся на:Импульсы делятся на:

• РадиоимпульсыРадиоимпульсы – это – это модулированные электрические модулированные электрические колебания.колебания.

• Видеоимпульсы Видеоимпульсы – это – это электрические импульсы тока электрические импульсы тока или напряжения, которые имеют или напряжения, которые имеют постоянную составляющую, постоянную составляющую, отличную от нуляотличную от нуля..

РадиоимпульсыРадиоимпульсы

I,U

0

t

Формы видеоимпульсовФормы видеоимпульсов

1.1. ПрямоугольныеПрямоугольные2.2. ПилообразныеПилообразные3.3. КолоколообразныеКолоколообразные4.4. ТрапециевидныеТрапециевидные5.5. ЭкспоненциальныеЭкспоненциальные

Закон Дюбуа–РеймонаЗакон Дюбуа–Реймона Раздражение вызывается при изменении Раздражение вызывается при изменении

силы тока силы тока i=dq/dti=dq/dt в растворе электролита в растворе электролита зависит как от числа движущихся ионов, зависит как от числа движущихся ионов, так и от скорости их перемещения. так и от скорости их перемещения.

Скорость изменения силы токаСкорость изменения силы тока di/dt=ddi/dt=d22q/dtq/dt22 следует сопоставить с их следует сопоставить с их ускорением. Поэтому можно считать, что ускорением. Поэтому можно считать, что раздражающее действие тока раздражающее действие тока обусловлено ускорением при перемещении обусловлено ускорением при перемещении ионов тканевых электролитов.ионов тканевых электролитов.

Раздражающее действие Раздражающее действие одиночного импульса зависит отодиночного импульса зависит от::

1.1. ФормыФормы (преимуществен-(преимуществен-ное значение ное значение имеет крутизна имеет крутизна нарастания – нарастания – tgtg αα))

2.2. ДлительностиДлительности ttии

3.3. АмплитудыАмплитуды А А

Уравнение Вейса-ЛапикаУравнение Вейса-Лапика Раздражающее Раздражающее

действие действие прямоугольных прямоугольных импульсов в импульсов в значительной мере значительной мере зависит от их зависит от их длительности, длительности, обусловливающей обусловливающей наибольшее наибольшее смещение ионов за смещение ионов за время действия время действия импульса. импульса.

Уравнение Вейса-ЛапикаУравнение Вейса-Лапика

Где Где

iiпп - пороговая сила тока – минимальная сила - пороговая сила тока – минимальная сила

раздражения, вызывающая реакцию возбудимой раздражения, вызывающая реакцию возбудимой ткани.ткани.

ttии – длительность импульса – длительность импульса

a, b –a, b – коэффициенты, зависящие от природы возбудимой коэффициенты, зависящие от природы возбудимой ткани и ее функционального состоянияткани и ее функционального состояния

bt/ai иn +=

Реобаза. Хронаксия.Реобаза. Хронаксия. При достаточно При достаточно

длительных импульсах длительных импульсах раздражающее действие их раздражающее действие их становится независимым становится независимым от длительности, значение от длительности, значение порогового тока при этом порогового тока при этом

называется называется реобазой.реобазой.

Точка Точка CC,, ордината которой ордината которой равна удвоенной реобазе, равна удвоенной реобазе, определяет длительность определяет длительность импульса, называемую импульса, называемую

хронаксией.хронаксией.

ЭлектролечениеЭлектролечение• Синусоидально-импульсный ток низкой Синусоидально-импульсный ток низкой

частоты (диадинамическийчастоты (диадинамическийток) – импульсы постоянной полярности, по ток) – импульсы постоянной полярности, по форме близкие к синусоидальным с форме близкие к синусоидальным с длительностью импульса 0,02 с при частоте длительностью импульса 0,02 с при частоте 50 Гц. Приборы – СНИМ-1, ТОНУС-1.50 Гц. Приборы – СНИМ-1, ТОНУС-1.

• Синусоидально-модулированный токСинусоидально-модулированный ток- переменный или выпрямленный ток - переменный или выпрямленный ток частотой 4-5 кГц, модулированный по частотой 4-5 кГц, модулированный по амплитуде синусоидальными импульсами амплитуде синусоидальными импульсами частотой от 50 до 150 Гц в различных частотой от 50 до 150 Гц в различных комбинациях. Приборы – «Амплипульс»комбинациях. Приборы – «Амплипульс»

Лечение импульсным токомЛечение импульсным током

• Диатермия или местная дарсонвализация – Диатермия или местная дарсонвализация – пропускание импульсного тока через пропускание импульсного тока через биологическую ткань.биологическую ткань.

• Диатермокоогуляция -применение Диатермокоогуляция -применение импульсного тока с целью прижигания или импульсного тока с целью прижигания или «сваривания» биологических тканей. «сваривания» биологических тканей.

• Диатермотомия - применение импульсного Диатермотомия - применение импульсного тока с целью рассечения биологических тока с целью рассечения биологических тканей. тканей.

Лечение переменным Лечение переменным полем и полями полем и полями

высокой и высокой и ультравысокой ультравысокой

частотычастоты

ИндуктотермияИндуктотермия

• Где Где q - q - количества теплаколичества тепла

В – магнитная индукцияВ – магнитная индукция

ωω – круговая частота – круговая частота

ρρ – удельное сопротивление – удельное сопротивление

В- магнитная индукцияВ- магнитная индукция

k – k – коэффициенткоэффициент

ωtmBρωkq 2sin2

2=

ИндуктотермияИндуктотермия

• Количество теплоты, выделяющееся Количество теплоты, выделяющееся в тканях, пропорционально квадрату в тканях, пропорционально квадрату частоты и индукции переменного частоты и индукции переменного магнитного поля и обратно магнитного поля и обратно пропорционально удельному пропорционально удельному сопротивлению. Сильнее будут сопротивлению. Сильнее будут нагреваться ткани, богатые нагреваться ткани, богатые кровеносными сосудами, например кровеносными сосудами, например мышцы.мышцы.

УВЧ - терапияУВЧ - терапия• Ткани организма подвергаются действию Ткани организма подвергаются действию

высокочастотного электрического поля (40-высокочастотного электрического поля (40-50 МГц)50 МГц)

• Соответствующая область тела помещается Соответствующая область тела помещается между двумя плоскими изолированными между двумя плоскими изолированными электродами, образующими конденсатор и электродами, образующими конденсатор и подключенными к выводам подключенными к выводам терапевтического контура аппарата.терапевтического контура аппарата.

• УВЧ – терапия используется для УВЧ – терапия используется для прогревания тканей организмапрогревания тканей организма

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОЛЕЙ НА ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОЛЕЙ НА

ТКАНИ ОРГАНИЗМАТКАНИ ОРГАНИЗМА• При действии высокочастотных токов и полей, ионы При действии высокочастотных токов и полей, ионы

и диполи, входящие в систему живого организма, не и диполи, входящие в систему живого организма, не успевают значительно переместиться за время успевают значительно переместиться за время воздействия в одном направлении, поэтому воздействия в одном направлении, поэтому необратимые нарушения нормальной концентрации необратимые нарушения нормальной концентрации ионов в клетках организма и прочие нежелательные ионов в клетках организма и прочие нежелательные эффекты, имеющие место при действии низких эффекты, имеющие место при действии низких частот, практически отсутствуют. Вместе с тем частот, практически отсутствуют. Вместе с тем ничтожно малые перемещения ионов и диполей ничтожно малые перемещения ионов и диполей связаны с трением в вязкой среде, следствием чего связаны с трением в вязкой среде, следствием чего является выделение значительного количества является выделение значительного количества тепла в тканях организма. тепла в тканях организма.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОЛЕЙ НА ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОЛЕЙ НА

ТКАНИ ОРГАНИЗМАТКАНИ ОРГАНИЗМА• В электропроводящих тканях и электролитах при В электропроводящих тканях и электролитах при

воздействии электрическим полем наблюдается воздействии электрическим полем наблюдается перемещение свободных заряженных частиц (ионов) перемещение свободных заряженных частиц (ионов) т.е. возникает обычный ток проводимости. В т.е. возникает обычный ток проводимости. В диэлектриках при помещении их в электрическое диэлектриках при помещении их в электрическое поле возникает смещение первоначально поле возникает смещение первоначально уравновешенных диполей. При наличии уравновешенных диполей. При наличии переменного поля диполи совершают колебательное переменного поля диполи совершают колебательное движение. Такое смещение связанных зарядов движение. Такое смещение связанных зарядов называется токами смещения. Токи проводимости и называется токами смещения. Токи проводимости и токи смещения в тканях сопровождаются токи смещения в тканях сопровождаются превращением энергии тока или поля в тепловую превращением энергии тока или поля в тепловую энергию. энергию.