Эквивалентная электрическая схема биологической ткани. Дисперсия электропроводности биологических объектов и чем она обусловлена. Физические основы реографии

На низких частотах величина импеданса определяется сопротивлением XС, на высоких частотах – параллельным соединением сопротивлений R1 и R2. Графики дают 7 качественное представление о поведении абсолютной величины импеданса при изменении частоты переменного тока.

При прохождении переменного тока через живые ткани наблюдается дисперсия электропроводимости: с увеличением частоты сопротивление Z уменьшается от некоторого максимального значения (Zmax) до некоторого минимального значения (Zmin) – рис. 4а, что является результатом зависимости ёмкостного сопротивления от частоты. Дисперсия электропроводности присуща только живым тканям. По мере отмирания ткани крутизна кривой уменьшается.

На рисунке 4б показана зависимость импеданса от частоты Z = f(ν) для живой ткани (1), поврежденной ткани (2), мертвой ткани (3). Таким образом, по импедансу можно провести оценку состояния биологической ткани для целей трансплантации. При трансплантации тканей одним из важных условий успешного проведения операции является хорошая сохранность клеток пересаживаемой ткани. Временной фактор определяет жизнеспособность пересаживаемой ткани.

Регистрация импеданса тканей и органов в процессе сердечной деятельности лежит в основе диагностического метода – реографии. Снимают реограммы сердца (реокардиограммы), головного мозга (реоэнцефалограммы), магистральных сосудов, легких, печени и конечностей. Колебания электрического сопротивления регистрируются специальным аппаратом (реографом) с определенными датчиками-электродами в виде сложной кривой – реограммы

Величина импеданса тканей Z состоит из двух составляющих Z = Z0 + Z(t): постоянной – Z0 и изменяющейся во времени в соответствии с работой сердца – Z(t).

На практике, на исследуемый участок тела накладывают электроды площадью несколько см^2 и пропускают переменный ток частотой ≈ 30 − 40 кГц. Наполнение сосудов кровью изменяет расстояния между отдельными участками ткани, что должно приводить к изменению ёмкостного сопротивления. Но вклад макроскопических объемов тканей в реактивную составляющую импеданса существенен только в области α-дисперсии. Следовательно, изменения импеданса во времени обусловлены влиянием притока и оттока крови на активную составляющую полного сопротивления.

Электрическими методами выделяют из регистрируемого сигнала составляющую, пропорциональную Z(t), содержащую информацию о состоянии кровоснабжения изучаемого участка тканей − реограмму. Для парных анатомических образований проводят запись реограммы на правой и левой стороне тела

Физические основы воздействия на ткани организма постоянным электрическим током (гальванизация, электрофорез) и переменным электрическим током низкой частоты.