Биофизические основы раздражающего действия электрического тока Электростимуляция Лектор, профессор Шерматов Эркин Саидович

Электронную версию данной презентации можете получит по адресу:

Раздражением электрическом током определённого характера и силы у большей части органов и тканей вызывает такую же реакцию как и естественное возбуждение. Это явление широко используется в физиологии при изучении функции различных органов и систем, преимущественно нервной и мышечной. Применение электрического раздражение для изменение функционального состояния клеток органов и тканей называется электростимуляцией. Хотя электрическое раздражение мышцы было обнаружено в 17 веке (лишь в последнем десятилетии). В настоящее время имеется много разных электростимуляторов.

Электрическое раздражение передаётся объекту с помощью электродов, наложенных на него определённых точках. В основе действия электрического тока на ткани организма лежит движение заряженных частиц, преимущественно тканевых электролитов, в результате чего изменяется обычный состав ионов по обе стороны клеточный мембраны. В связи с чем в клетках происходит ряд биофизических и физиологических процессов, вызывающие её возбуждение.

Раздражение вызывается при изменении силы тока и зависит от скорости, с которой это изменение происходит ( закон Дюбуа- Реймона). Учитывая, что i=dq/dt в растворе электролита зависит как от числа движущихся электронов, так и от скорости перемещения, скорость изменения силы тока di/dt= d 2q/dt 2 следует сопоставить с их ускорением. Поэтому можно считать, что раздражающее действие тока обусловлено ускорением при перемещении ионов тканевых электролитов.

Наибольшие действия тока наблюдается в момент замыкания цепи под отрицательным (катодом), меньше под положительным электродом (анодом). Поэтому при электростимуляции катод является активным электродом. Поскольку раздражающие действия тока свойственно быстрым изменением силы тока, для электростимуляции используются электрические импульсы представляющие кратковременное действие тока силы напряжения. Применяется одиночные импульсы, посылки, состоящие из определенного числа импульсов, а также импульсы повторяющиеся ритмически с определенной частотой.

При физиологических исследованиях чаще применяются импульсы прямоугольной формы. Раздражающее действие прямоугольных импульсов в значительной мере зависит от их длительности, и обуславливающей наибольшее смещение ионов за время действия импульса. Эта зависимость описывается уравнением Вейса- Лапика Iп=a/t имп + b (1) где I п -пороговая сила тока(амплитуда импульса) t имп – длительность импульса, а и в –коэффициенты зависящие от природы возбудимости ткани и ее функционального состояния.

I пр 2R2R

По форме видеоимпульсы бывают: а) прямоугольные б) пилообразные в)трапецеидальные г)экспоненциальные д)колоколообразные

Как видно из рис. предельно кратковременные импульсы не оказывают раздражающего действия. При достаточно длительных импульсах ( правая ветвь графика) раздражающее их действие не зависимым от длительности импульса, значение порогового тока при этом называется реобазой (R). Реобаза (R).- это минимальная амплитуда импульса при бесконечно большой его длительности, которая вызывает адекватный ответ. Хронаксия ( Chr) – это минимальная длительность импульса при двойной реобазе, которая вызывает адекватный ответ. Лабильность ( ν мин ) – это минимальная частота импульсов, на каждой из которых ткань отвечает адекватным ответом. Выше этой частоты ( так называемой гладкий тетанус) ткань «не успевает » расслабиться и находится в постоянном раздражением. Адаптация ( S) – связана со временном нарастания переднего фронта импульса ( крутизны). При некоторой достаточно малой крутизны ткань не отвечает адекватно ответом хотя реобаза, хронаксия и лабильность соответствует граничной.

Врачу необходимо знать физические параметры импульсов возбудимости для грамотного и эффективного использования их для лечения заболеваний. Электростимуляция импульсными токами используется: для компенсации временно утраченной функции (например, при потере электровозбудимости мышцы в результате травме). Для усиления функции (например, при значительной утрате функции сокращения миокарда больному «вшивают» генератор прямоугольных импульсов – стимулятор сердечной деятельности ) В некоторых случаях в стимуляции используются при полной утрате функций. для подавления функции (аппараты электросон, электроанальгезия и др.)

Благодарю за внимание!