Импеданс тканей организма.

Эквивалентная электрическая схема ткани.

Физические основы реографии

Ткани организма проводят не только постоянный, но и переменный ток. В организме нет таких систем, которые были бы подобны катушкам индуктивности, поэтому индуктивность его равна нулю. Биологические клетки и, следовательно, весь организм обладают емкостными свойствами, в связи с этим импеданс тканей организма определяется только омическим и емкостным сопротивлениями. Наличие в биологических системах емкостных элементов подтверждается тем, что ток опережает по фазе приложенное напряжение.

Приведем некоторые значения угла сдвига фаз (-j), полученные при частоте 1 кГц для разных биологических объектов:

кожа человека, лягушки - 55⁰;

нерв лягушки - 64⁰;

мышцы кролика - 65⁰.

При последовательном соединении сопротивления R и емкости С импеданс:

,

а для угла разности фаз имеем:

;

при параллельном:

Омические и емкостные свойства клеток можно моделировать, используя эквивалентные электрические схемы. Рассмотрим некоторые из них.

	Эта схема неудовлетворительна, так как содержит бесконечно большое сопротивление постоянному току и поэтому при низких частотах дает существенные отклонения опытных значений импеданса от расчетных.
	В этой схеме при увеличении частоты емкостное сопротивление стремится к нулю, поэтому импеданс системы также стремится к нулю. Это про- тиворечит опыту: у живых объектов импеданс уменьшается по мере увеличения частоты только до определенного значения.
	Для живых клеток характерно более сложное сочетание параллельного и последовательного соединений элемент

Импеданс тканей организма определяется их физиологическим состоянием. Так, при кровенаполнении сосудов импеданс изменяется в зависимости от состояния сердечно-сосудистой деятельности. Диагностический метод, основанный на регистрации изменения импеданса тканей в процессе сердечной деятельности, называют реографией (импедансплетизмография).

С помощью этого метода получают реограммы головного мозга (реоэнцефалограмма), сердца (реокардиограмма), магистральных сосудов, легких, печени и конечностей. Измерения обычно проводят на частотах 20 ¸ 30 кГц по мостовой схеме.

Реограф. Реоэнцефалограф.

Реограф -электронное устройство, предназначенное для преобразования колебаний импеданса живой ткани или его составляющих, обусловленных пульсовыми изменениями кровенаполнения в пропорциональный электрический сигнал.

Принцип работы реографа заключается в следующем: от генератора высокой частоты реографа с помощью электродов через иссле

дуемый орган пропускается ток высокой частоты. При этом на исследуемом участке (органе) возникает падение напряжения. Изменения кровенаполнения в исследуемом органе приводят к изменениям его импеданса и пропорциональным изменениям амплитуды высокочастотного напряжения. После усиления с помощью детектора и фильтров выделяется низкочастотная составляющая, представляющая собой реографический сигнал (реограмму) - рисунок.

Используется переменный ток с частотами 30-300 кГц, величина тока составляет 1-5 мА. Реоплетизмограф РПГ-202 - n = 40 кГц,

I = 2 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.

Реоэнцефалограф- прибор, предназначенный для этих целей.

Вопрос 5. 14минут.