Acasă | Despre noi | feedback-ul
Țesutul corpului nu este numai permanent (vezi § 12.10), ci și curent alternativ. Experiența arată că în acest caz forța care trece prin țesutul biologic este înaintea tensiunii aplicate în fază. În consecință (vezi § 14.3), rezistența capacitivă a țesuturilor este mai mare decât rezistența inductivă. Tabelul 24 prezintă, ca exemplu, valorile diferenței de fază dintre curent și tensiune pentru unele țesuturi (frecvența 1 kHz).
Pielea umană, broaștele
Rezultă că este posibilă simularea proprietăților electrice ale țesăturilor biologice care utilizează rezistențe care au o rezistență activă și condensatori care poartă rezistență capacitivă. Ca model, se utilizează de obicei un circuit electric echivalent al țesuturilor corpului. Este un circuit format din rezistori și condensatori, dependența de frecvență (dispersie) a impedanței fiind aproape de dependența de frecvență a impedanței țesutului biologic.
Pentru circuitul prezentat în Fig. 14.11, a, dependența de frecvență a impedanței poate fi obținută de la (14.41) cu L = 0:
În conformitate cu Eq. (14.45), impedanța scade cu frecvență în creștere, totuși,
contradicție cu experiența: când → ∞ Z → ∞. Aceasta din urmă înseamnă o rezistență infinit de mare la un curent constant, care contrazice experimentul (Figura 14.10).
Circuitul prezentat în Fig. 14.11, b, corespunde tendinței generale a curbei experimentale: pe măsură ce crește frecvența, rezistența capacitivă scade și impedanța scade. Cu toate acestea, când # 969; → ∞, Xc → 0 și Z → 0, care nu corespund experimentului.
Schema din Fig. 14.11, nu există nici o contradicție cu experiența, caracteristică celor două scheme anterioare. Este doar o astfel de combinație de rezistențe și un condensator care poate fi luat pentru un circuit electric echivalent al țesuturilor corpului. Dependența oră-la-vârf a impedanței unui circuit electric echivalent corespunde cursului general al dependenței experimentale a impedanței de frecvență. Este important de observat că în acest caz, constanta electronică a osului și, prin urmare, dielectricul rămâne constantă.
Să explicăm motivul apariției regiunilor # 945; -, # 946; - și - dispersarea impedanței. Țesutul organismului este o structură care posedă proprietățile unui conductor (electrolit) și unui dielectric. Polarizarea dielectricului (secțiunea 12.6) într-un câmp electric extern nu are loc instantaneu, ci depinde de timp. Aceasta înseamnă dependența de timpul de polarizare a dielectricului (Fe) sub acțiunea unei constante. câmp electric (E este puterea câmpului electric):
În cazul în care câmpul electric variază sinusoidal, atunci polarizarea va varia, de asemenea, sinusoidal, iar amplitudinea de polarizare va depinde de variația frecvenței câmpului cu fază întârziată:
Din (12.41) obținem o expresie pentru permitivitatea dielectrică:
Rezultă din (14.48) că condiția (14.47) înseamnă dependența de frecvență a constantei dielectrice sub acțiunea unui câmp electric alternativ (armonic): e = f (# 969;). Schimbarea constantei dielectrice cu o schimbare a frecvenței câmpului electric înseamnă o schimbare a capacității electrice și, ca o consecință, o modificare a impedanței.
Întârzierea schimbării polarizării în raport cu modificarea intensității câmpului electric depinde de mecanismul de polarizare a substanței. Cel mai rapid mecanism este polarizarea electronilor (vezi § 12.6), deoarece masa de electroni este suficient de mică. Aceasta corespunde frecvențelor (aproximativ 10 15 Hz), care sunt substanțial mai mari decât regiunile # 945; -, (# 946; - și # 947; -dispersie.
Orientarea polarizată a apei, a cărei molecule are o masă relativ mică, corespunde - dispersie (frecvențe în jur de 20 GHz).
Molecule organice polare mari, de exemplu proteine, au o masă semnificativă și pot răspunde la un câmp electric variabil cu o frecvență de 1-10 MHz. Acest lucru corespunde -dispersie.
la Dispersarea, polarizarea celulelor întregi apare ca urmare a difuziei ionilor, care durează un timp relativ lung și # 945; -dispersia corespunde regiunii frecvențelor joase (0,1-10 kHz). În această regiune, rezistența capacitivă a membranelor este foarte mare, astfel încât curenții care înfășoară celulele și soluțiile electrolitice proeminente prin celulele înconjurătoare sunt predominante.
Deci, domeniile # 945; -, # 946; - și # 947; impedanta -dispersii datorită faptului că odată cu creșterea frecvenței câmpului electric alternativ în fenomenul de polarizare care implică diferite structuri este biologic tesut-ing: la frecvențe joase, câmpurile de schimbare reacționează toate structurile (# 945; -dispersiya), pe măsură ce crește frecvența, molecule mari reacționează compuşii -dipoli organici și molecule de apă (# 946; -dispersiya), dar numai moleculele de apă reacționează la frecvențe foarte înalte (# 947; -dispersiya). În toate cazurile, există o polarizare electronică. Odată cu creșterea frecvenței curentului electric (câmp electric) structuri mai mici vor reacționa la modificările TVA-ului din acest domeniu, iar valoarea de polarizare este mai mică Ret. Prin urmare, conform (14,48), cu creșterea frecvenței va reduce e dielectric constant și, în consecință, telno și capacitate electrică C, și aceasta, în conformitate cu (14,33), ar crește reactanța capacitivă Xc și Z. impedanta track-sequently, cu ansamblu accident vascular cerebral în funcție Z = f (# 969;) (vezi Figura .. 14,10) apar o regiune cu mai puțin scădere, la vârsta de frecvență Z-NII (câmpul # 945; -, (# 946; # 947; -dispersie).
Dependența de frecvență a impedanței face posibilă evaluarea viabilității țesuturilor corporale, care este importantă pentru transplantul de țesuturi și organe. Diferența în dependența de frecvență a impedanței se obține și în cazul țesuturilor sănătoase și bolnave.
Impedanța țesuturilor și a organelor depinde și de starea lor fiziologică. Deci, cu umplerea sângelui vaselor, impedanța se schimbă în funcție de starea activității cardiovasculare.
Metoda de diagnostic, bazată pe înregistrarea schimbărilor în impedanța țesutului în cursul activității cardiace, se numește reografie (plethysmografia impedanței).
Prin această metodă se obțin reograme ale creierului (rheoencefalograma), inimi (rheocardiograma), vasele trunchiului, plămânii, ficatul și membrele. Măsurătorile sunt de obicei efectuate la o frecvență de 30 kHz.
În concluzie, cunoașterea proprietăților electrice pasive ale țesuturilor biologice este importantă în dezvoltarea teoretică fundații-ing organe metode electrocardiografe și țesuturi, în calitate de co-sta dipol curent curent electric trece-i Th-cut. În plus, ideea variației impedanței ne permite să evaluăm mecanismul de acțiune al curenților și câmpurilor utilizate în scopuri terapeutice.