Материал: Компендиум

Используется переменный ток с частотами 30-300 кГц, величина тока составляет 1-5 мА.

Реоэнцефалография − метод исследования мозгового кровообращения, основанный на измерении и записи пульсовых колебаний полного электрического сопротивления (импеданса) головного мозга при пропускании через него тока высокой частоты, слабого по силе и напряжению.

5. Оценка жизнеспособности тканей путем измерения импеданса ткани при разных частотах переменного тока

Как известно, сопротивление мертвой ткани практически не зависит от частоты. Поэтому по частотной зависимости импеданса можно оценивать жизнеспособность тканей организма (например, для оценки качества трансплантата при пересадке тканей и органов). Вычисляется коэффициент поляризации К, который представляет собой отношение импеданса ткани Zн, измеренного на низкой частоте (порядка 103 Гц), к ее импедансу на высокой частоте Zв (106 – 107 Гц).

KZн Zв

Для живой ткани этот коэффициент значительно больше единицы.

141

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОТЕРАПИИ

1. Электрический импульс, импульсный ток и их физические характеристики

Электрическим импульсом называется кратковременное изменение напряжения в электрической цепи. Если цепь замкнута, то в ней в ответ на импульс напряжения появится импульс тока, возникнет т.н. импульсный ток.

Все импульсы делятся на два класса: видеоимпульсы, имеющие преимущественно одну полярность, и радиоимпульсы, не имеющие полярности.

По форме видеоимпульсы:

прямоугольные,

трепецивидные,

экспоненциальные,

колоколообразные,

треугольные и т.д.

Одиночный импульс характеризуется следующими величинами:

Амплитуда тока ( I0 ) или амплитуда напряжения (U0 ) –

максимальное значение величины в импульсе.

1.Длительность импульса и – время, в течение которого значение величины больше 0,1U0 .

2.Длительность фронта ( фр. ) – время, за которое напряжение

(или ток) возрастает от уровня 0,1U0 до уровня 0,9U0 . С длительностью фронта связана крутизна (Кр) фронта импульса:

3. Длительность спада ( сп. ) – время, за которое ток или напряжение уменьшается от уровня 0,9U0 до уровня 0,1U0 .

Существенного физиологического значения для электростимуляции длительность спада не имеет.

142

показывающий, во сколько раз период превышает длительность импульса. Величина, обратная скважности, называется

коэффициентом заполнения K Q1 .

2. Электровозбудимость тканей. Реобаза. Хронаксия. Уравнение Вейса-Лапика, закон Дюбуа-Реймона

При прохождении электрического тока через живую ткань наблюдается движение ионов, изменение их концентраций и их перераспределение вдоль клеточных мембран. Изменение концентраций ионов может привести к изменению потенциалов клетки, следовательно, клетка может оказаться в возбуждённом состоянии. Как показывают измерения, чем резче меняется сила тока через живую ткань, тем больше вероятность того, что она перейдёт в возбужденное состояние. Сила тока, вызывающая возбуждение ткани, называется пороговой силой тока. Для стимуляции ткани необходимо, чтобы ток превышал некоторое пороговое значение. Пороговый ток зависит от длительности и от формы импульса и определяется экспериментально. С увеличением длительности импульса пороговый ток уменьшается. При достаточно длительных импульсах пороговый ток не зависит от их длительности и принимает наименьшее значение, которое называется реобазой (R). Таким образом, реобаза – минимальная величина силы тока, способная вызвать возбуждение при действии на ткань в течение полезного времени. Минимальная длительность раздражения, вызывающего пороговый эффект при значении тока, равном реобазе, называют полезным временем. Для полной характеристики электровозбудимости ткани вводят понятие хронаксии ( сhr ) –

143

минимальная длительность импульса, при которой пороговый ток вдвое больше реобазы (рисунок 63). Кривая электровозбудимости приближенно описывается уравнением Вейса-Лапика:

Значение а измеряется в кулонах (Кл). Зная а и b, можно вычислить пороговое значение силы тока для любых длительностей импульса.

Метод хронаксиметрии – метод диагностики состояния нервно-мышечной системы. В методе определяют возбудимость тканей и органов на основе выявления зависимости между пороговой силой электрического раздражения (реобазой, которая измеряется в миллиамперах) и длительностью его воздействия (хронаксией, которая измеряется в миллисекундах). Величины хронаксии и реобазы являются количественным показателем функционального состояния ткани при диагностике поражений центральной и периферической нервной системы, опорнодвигательного аппарата, а в комплексе с другими клиникофизиологическими исследованиями позволяет объективно определять эффективность лечебных мероприятий. Полученные при исследованиях данные сравнивают со стандартами здорового человека.

Кривая электровозбудимости строится, в основном, для прямоугольных импульсов. Для токов другой формы I будет

выше при той же длительности импульса. Это установлено

144

физиологами и формулируется в виде закона Дюбуа-Реймона: «Раздражающее действие импульсного тока прямо пропорционально крутизне переднего фронта импульса». Это означает, что с увеличением крутизны фронта импульса пороговый ток уменьшается (при той же длительности импульса). Поскольку наибольшую крутизну имеют прямоугольные импульсы, то им соответствует наименьший пороговый ток.

Амплитуда импульсного тока зависит от органа, который стимулируют, электродов, длительности и формы импульсного тока, и должна превышать I . С другой стороны, она должна

быть меньше поражающего неотпускающего тока: амплитуду тока при электростимуляции выбирают поэтому из соображений техники безопасности и условия обеспечения электростимуляции. Реально амплитуда тока в клинических методиках изменяется в пределах I0 1 50 мА. Ее величина

зависит от размеров электродов, участка тела и др. Длительность импульсов при электростимуляции не должна

быть слишком малой – это может привести к увеличению порогового тока и может выйти к поражающему уровню. Длительность импульсов должна быть порядка миллисекунд (закон Дюбуа-Реймона указывает на влияние фронта импульса).

Период следования импульсов при электростимуляции должен быть больше рефрактерного периода для данной ткани. Рефрактерный период (Tрефр. ) – это время, в течение которого

клетку нельзя возбудить обычным пороговым током. После каждого прошедшего импульса участок нерва остается на одну или несколько миллисекунд в «рефрактерном» состоянии. В течение первых 1-2 мс он не способен провести новый импульс, и только через несколько миллисекунд у него восстанавливается способность вырабатывать импульс нормальной силы.

а) для скелетных мышц Tрефр. 5мс

б) для нервных клеток Tрефр. 1 2мс

в) для сердечной мышцы Tрефр. 300мс

Реально в аппаратах для электростимуляции используют импульсные токи частотой 1-200 Гц. При более высоких частота стимуляция тоже может быть, но уже не каждый из подводимых

145