Какими особенностями обладает электропроводность живых тканей график

Сопротивление живой ткани переменном току меньше, чем постоянному

Сопротивление живой ткани переменном току меньше, чем постоянному — раздел Ядерная техника, 1.особенности Электропроводност.

1.Особенности электропроводности живых тканей.

1. Сопротивление живой ткани переменном току меньше, чем постоянному.

2. Электрические характеристики ткани зависят как от её вида, так и от

3. С увеличением частоты полное сопротивление живой ткани нелинейно уменьшается до определенного значения, а затем остаётся практически постоянным (в большинстве на частотах свыше 10 6 Гц)

4. На определенной частоте полное сопротивление зависит также от

физиологического состояния (кровенаполнения), что используется на практике.

5. При умирании живой ткани её сопротивление уменьшается и от частоты не

6. При прохождении переменного тока через живые ткани наблюдается явление,

которое называется дисперсией электропроводности.

3) Что такое ЭДС поляризации.

Уменьшение электрического тока с течением времени обусловлено явлением поляризации. Вызванная поляризацией (возникновением разности потенциалов) электродвижущая сила носит название ЭДС поляризации. Возникновение ЭДС поляризации связано со свойством живых клеток накапливать заряды при прохождении через них тока.
It=(U-Eпол)/R , где U- приложенное напряжение, R — сопротивление, Eпол — ЭДС поляризации, которая тоже является функцией времени: E(t)=R(I0-It).
Мембранная теория: происходит накопление подвижных ионов у полюсов клетки и создаётся собственная ЭДС, направленная против внешнего поля.
Электролитическая теория: электролитическая поляризация возникает между электродами, опущенными в раствор электролита, при пропускании через них электрического тока из-за скопления ионов противоположного знака вблизи анода и катода.

.

5. Какова природа емкостных свойств ткани? Как меняется емкость ткани при ее гибели и почему?
Структурные элементы ткани организма (клетки) окружены тканевой жидкостью с относительно низким значением электрического сопротивления. Клеточные мембраны отделяют, проводящую цитоплазму от тканевой жидкости и имеют высокое сопротивление. В связи с этим переход «тканевая жидкость — мембрана — цитоплазма» обладает емкостными свойствами. Кроме того, емкостные свойства тканям придают макроскопические образования, перегородки, оболочки.
Электрическое сопротивление и емкость ткани определяется состоянием всех элементов образующих ткани. Исследуя электрические характеристики тканей можно получить сведения об их биофизических параметрах. С этой целью изучают, например, зависимость проводимости участка ткани от частоты v переменного тока, протекающего по этому участку и по характеру зависимости, судят о структуре и свойствах ткани.

Высокая поляризационная емкость — характерное свойство живых неповрежденных клеток и их биомембран. Дисперсия электропроводимости, как и способность к поляризации, присущи только живым клеткам. Для оценки физиологического состояния живой биологической структуры предложено рассчитать коэффициент крутизны дисперсии электропроводимости: K = RH/Rb , где RH — величина сопротивления измеряемого при низкой частоте. При гибели ткани К приближается к 1. Нормальная функционирующая печень имеет К = 9 — 10, а бактерии Bac. сoli имеет К = 1,5 — 2.

6.

7.Что такое дисперсия импеданса и как она зависит от жизнеспособности ткани?
Дисперсия импеданса живых тканей — зависимость (разброс) импеданса живых тканей (биологических систем) от частоты переменного тока (с ростом частоты внешнего переменного тока уменьшается импеданс живых тканей).
Дисперсия импеданса живой ткани зависит от степени жизнедеятельности (повреждения) живой ткани и отражает широкий круг электромагнитных процессов, в том числе и индуктивных, в биологических объектах служит показателем уровня обмена живой ткани и является показателем жизнеспособности ткани, например в трансплантологии — для оценки жизнеспособности тканевых трансплантатов.

.

11. Эквивалентная электрическая схема электропроводности

Rcp — активное сопротивление клеточной среды
Rk — Сопротивление клеточного содержимого
Cm — ёмкость мембраны
Rm — сопротивление мембраны.
Анализ схемы показывает, что при увеличении частоты тока проводимость клеточных мембран увеличивается, а полное сопротивление тканевой среды уменьшается, что соответствует практически проведенным измерениям.

Читайте также: Мембранные ткани для перчаток

Схема Фрике (ионная проводимость не учитывается)

Схема Швана (ионная проводимость учитывается в виде сопротивления мембраны)

Путь через клетку сопротивлением содержимого клетки Rк, а также сопротивлением и ёмкостью мембраны.Rм, См.

13.

15) Реография — это метод регистрации изменений импеданса органов и тканей организма с помощью переменного

тока с частотой 1-3 кГц, обусловленных изменением кровенаполнения. Чем > крови в органе, тем Развернуть

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Сопротивление живой ткани переменном току меньше, чем постоянному

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Общие сведения о трехфазных линейных электрических цепях а передача энергии на дальние расстояния трехфазным током экономически более выгодна, чем переменным током с иным числом фаз
Трехфазные электрические цепи.. Лекция Общие сведения о трехфазных линейных электрических.. В современных энергетических системах генерирование и передача больших потоков энергии осуществляется трехфазными..

Магнитное взаимодействие постоянных токов. Вектор магнитной индукции. Закон ампера. Закон био-савара-лапласа. Магнитная индукция прямого и кругового тока
Опыты показывают что магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирую щее действие поворачивая ее определен ным образом этот результат.. линии магнитной индукции можно проявить с помощью железных опилок.. линии магнитной индукции всегда за мкнуты и охватывают проводники с током этим они отличаются от линий напряжен ности..

Изучение устройства и принцип действия контакторов постоянного и переменного тока
Зазор контактов составляет 8-20 мм. Ход магнитной системы, соответствующий этому зазору, 3 — 8 мм. На большие токи главные контакты во многих.. Дугогасительные системы устроены на принципе гашения электрической дуги.. Конструкции контакторов постоянного тока весьма разнообразны, ниже рассмотрены некоторые из них. Контакторы серии ..

Измерение постоянного тока, расчет сопротивления шунта и определение погрешности измерения
Описать способы крепления подвижной системы на полуосях в подпятниках или на упругих немагнитных растяжках и отметить достоинства каждого из них. 2.. Отсчитать ток полного отклонения In по показанию образцового микроампеметра.. Паралелльно прибору И включить магазин резисторов R0 и подбирать его сопротивление так, чтобы покозания уменьшились в..

Нелинейные цепи переменного тока в стационарных режимах
Нелинейные цепи переменного тока в стационарных режимах.. особенности нелинейных цепей при переменных.. графические методы расчета..

Двигатель постоянного тока
Соединив вал якоря со станком, мы можем привести в движение и станок. Генератор будет теперь работать как электрический двигатель.Теперь превращение.. Когда мы пропускаем ток через витки якоря, находящиеся в магнитном поле.. Силы же, действующие на проводники ab и cd, параллельные оси вращения, перпендикулярны к этой оси и создают..

Ан-74 система постоянного тока
Генераторы Г1 и Г2 в системе электроснабжения 200/115 В, трансформаторы Тр1, Тр2 в системе электроснабжения 36В, выпрямительные устройства ВУ1 и ВУ2.. Для передачи электроэнергии от источников к потребителям предусмотрены.. Системы электроснабжения полностью автоматизированы, что в большинстве случаев, не требует применения ручных операций..

Электропроводность в неживой природе. Электропроводность живых тканей. Диэлектрические свойства живых тканей. Физические поля биологических объектов

Страницы работы

ПАССИВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИВЫХ ТКАНЕЙ.

Основными пассивными электрическими характеристиками ве­щества являются: диэлектрическая проницаемость, удельная элект­рическая проводимость. Эти величины и связанные с ними элект­роемкость, импеданс существенно зависят от состояния организма и активно используются в диагностике

Читайте также: Лимонная кислота отбеливание ткани

1) ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ В НЕЖИВОЙ ПРИРОДЕ

Пассивные электрические свойства, веществ в неживой природе хорошо изучены. Переходя к изучению свойств живых тканей (они значительно сложнее) мы будем опираться на их неживые модели.

Электропроводность — это величина, обратная электричес­кому сопротивлению G=1/R

Она измеряется в сименсах: 1 См = 1 Ом -1

Удельная электрическая проводимость

Для проводников Λ > 10 6 См м -1

Для диэлектриков Λ -8 См м -1 .

Закон Ома можно переписать через плотность тока, удельную электрическую проводимость и напряженность электрического поля

Рассмотрим электропроводность в неживой природе. В зависимости от вида и природы носителей проводимость бывает электронной, ионной и дырочной. Электронной проводимостью обладают металлы. Жидкие электролиты обладают ионной проводимостью. Дырочная проводимость образуется при разрыве валентной связи, приводящей к появлению вакантного места для электрона. Полу­проводники обладают электронной и дырочной проводимостью.

Электрическая проводимость прямо и косвенно зависит от сис­тем атомов и молекул. Она обусловлена положением электронов относительно ядра, их спинами и магнитными моментами. В метал­лах некоторые электроны утрачивают связь со своими атомами и могут свободно передвигаться. В растворах основными носителями зарядов являются ионы. Прохождение тока через растворы вызы­вает перемещение вещества в нем, и. следовательно, изменение его химических свойств. Этим растворы отличаются от металлических проводников.

Современные представления об электрических свойствах живых тканей основаны на фактах о молекулярной организации мем­бран и, в значительно меньшей степени, на сведениях о квантовомеханических свойствах физиологически активных молекул.

Жи­вые ткани являются композиционными средами, т.к. одни струк­турные элементы являются проводниками, а другие диэлектриками. Кроме того, некоторые макромолекулы обнаруживают полупровод­никовые свойства (А.Сцент-Дъердьи).

Найдены элементы и даже молекулы, играющие роль доноров и акцепторов, + крайне малые значения энергии связи электронов в биологических молекулах.

Электропроводность живых тканей определяется в основном злектрическими свойствами лимфы, крови и межклеточной жидкос­ти. Для них Λ ≈ 1 См-м -1 . Минимальная Λ у костной ткани, поряд­ка 10 -7 См-м -1 . Однако, Λ целых органов на 4 — 6 порядков ниже L жидкостей, находящихся в них. Причина в том, что электролиты занимают малые объемы. Так, в клетках электролиты заключены в мельчайшие отсеки — «компартменты», образованные биомембрана­ми, составляющими более 50% массы клетки. Мембраны являются диэлектриками.

Для диагностики важно отметить, что наблюдается различие в проводимости опухолей и нормальной ткани, а так же зависимость проводимости от насыщенности тканей кислородом.

1). При измерении пассивных электрических характеристик жи­вых тканей через них необходимо пропускать электрический ток. что приводит к раздражению тканей и изменению их свойств. Результаты измерений зависят от силы тока, его типа, плотности тока на электродах.

При прохождении постоянного тока через ткани его первона­чальная сила не остается постоянной, а падает с течением времени до определенного уровня (рис.).

Это означает, что происходит уменьшение проводимости живой ткани. Процесс установления равновесия (релаксационный процесс) имеет сложную природу, можно предложить лишь некоторые его модели:

Поляризация — это процесс перемещения связанных зарядов под действием электрического поля и образование вследствие этого электродвижущей силы, которая направлена противоположно внешнему полю. Ее называют ЭДС поляризации. Для живой ткани закон Ома можно записать в виде:

где U — приложенное напряжение, I — сила тока, R – активное сопротивление ткани, ε_п — ЭДС поляризации, зависящая от U и времени.

б) процесс заряда тканевых емкостей.

Читайте также: Пиджаки из кожи ткани

2). Измерения проводимости в БАТ (метод Фолля). Оставляя в стороне достоверность этой диагностики, рассмотрим возможные причины неоднозначности подобных измерений:

а) Исследования проводятся по точкам, расположенным в направлении «меридианов», которые были интуитивно установлены в восточной медицине. Недавно было обнаружено, что в этих направлениях между клетками тканей имеется повышенное число щелевых контактов, проницаемых для ионов, чем и объясняется большая проводимость.

б) При из­мерениях используют маленькие по площади электроды, и от величины силы, с которой электрод прижимается к коже, существенно зависят получаемые результаты.

в) Ток от внешнего источника так же изменяет состояние БАТ.

г) проводимость меридианов зависит не только от патологий соответствующих органов, но и от индивидуальных биоритмов человека.

3) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИВЫХ ТКАНЕЙ.

Диэлектрические свойства биологических тканей обусловлены явлениями поляризации и компартментной структурой.

Диэлектрическая проницаемость где E_i — напряженность внутреннего поля.

Электрическое поле внутри тканей меньше внешнего так как поляризованные и ориентированные определенным образом атомы, молекулы и компартменты создают электрическое поле Еп на­правленное против внешнего поля (рис.).

Рассмотрим виды поляризации характерные дляживой ткани.

1) Электронная поляризация — смещение электронов на своих орбитах относительно положительно заряженных ядер в ато­мах и ионах. В результате такого смещения атом или ион превращаются в индуцированный диполь. Время релаксации (установления или исчезновения) электронной поляризации равняется 10 -16 —10 -14 с

2) Дипольная (ориентационная) поляризация— ориентация полярных молекул под действием внешнего электрического поля. Дипольная поляризация преобладает в таких веществах как спирт и вода. Молекулы белков и других высокомолекулярных соединений вследствие диссоциации моногенных групп, а также вследствие адсорбции ионов обладают значительными дипольными моментами. Время релаксации дипольной поляризации совпадает со временем поворота молекул и зависит от вязкости среды, температуры и радиуса молекул, поэтому оно изменяется в широких пределах от 10 -13 до 10 -7 с

3) Макроструктурная поляризация — перемещение сво­бодных ионов и электронов в пределах компартментов. В результа­те этого компартменты приобретают дипольный момент и ведут се­бя как гигантские поляризованные молекулы. Время релаксации макроструктурной поляризации лежит в пределах от 10 -8 до 10 -3 с. Макроструктурная поляризация происходят во всем объеме клеток и играет основную роль в живых тканях, определяя их высокую диэлектрическую проницаемость в постоянном электрическом поле (ε≈ 10 4 ).

При включении электрического поля первыми возникают и ис­чезают при выключении те виды поляризации, которые имеют меньшее время релаксация. В переменном электрическом поле воз­никает зависимость диэлектрической проницаемости живых тканей от частоты поля — дисперсия (рис.3).

Для компартментов, полярных молекул (их дипольных момен­тов) существует максимальная частота внешнего ЭМП, обратная времени релаксации, которую они способны воспроизвести своими «поворотами» (изменением поляризации) в нем для компенсации внешнего поля. Высокая диэлектрическая проницаемость живых тканей на низких частотах обусловлена компартментами. При час­тотах внешнего поля до 10 3 Гц переориентация дипольных мо­ментов компартментов отстает от изменения поля, и диэлектричес­кая проницаемость тканей падает, это область α-дисперсии (см. рис.3). На более высоких частотах (до 10 8 Гц) внешнее поле ус­певают частично компенсировать полярные макромолекулы (β-дисперсия), на сверхвысоких частотах (10 11 Гц ) — молекулы воды (γ- дисперсия).

В живых тканях под воздействием ЭМП возникают токи проводимости, обусловленные смещением (колебаниями) ионов и токи смещения, связанные с переориентацией дипольных мо­ментов. Можно считать что в цепи переменного тока через конден­сатор течет именно ток смещения, т.к. перемещения зарядов через конденсатор не происходит.

• Свежие записи
  • Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
  • Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
  • Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
  • Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
  • Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом