Биоэлектричество и медицинская электроника: Учебное пособие, страница 30

Информация, формируемая приборами, анализирующими и регистрирующими кардиосигнал, существенным образом определяет диагностические заключения и последующие лечебные мероприятия. Вследствие этого ее достоверность приобретает особое значение. Простейшим прибором для контроля правильности функционирования кардиоанализаторов является генератор стандартных кардиосигналов. Наиболее широкие возможности он представляет в реализации на основе цифровых методов. Основные элементы структурной схемы генератора и связи между ними представлены на рис. 56. Библиотека кардиосигналов сосредоточена в постоянных запоминающих устрой

ствах 4. Каждая из микросхем 4 (или группа микросхем) предназначена для хранения одного стандартного кардиосигнала, характеризующего норму или какую-либо патологию. Выбор запоминающего устройства осуществляется с помощью клавиатуры 3. Счетчик 2 формирует повторяющийся двоичный код адресов ячеек памяти из непрерывного потока импульсов, вырабатываемых генератором 1. Отсчет значения кардиосигнала, хранящийся по определенному адресу ПЗУ, поступает на вход цифро-аналогового преобразователя 5. Ступенчатая функция на выходе ЦАП сглаживается с помощью фильтра низких частот 6. Набор стандартных сигналов легко изменяется или дополняется путем подключения или отключения того или иного запоминающего устройства. Генераторы стандартных кардиосигналов могут быть полезны не только при тестировании кардиоанализаторов, но также и в учебном процессе для демонстрации нарушений электрической активности сердца при различных патологиях.

Заключение

Несмотря на более чем 200-летний опыт изучения электрических явлений, в живых организмах остается еще много проблем как теоретического, так и прикладного характера, хотя общая теория электричества, начавшая развиваться примерно в то же время, что и теория биоэлектричества (закон Кулона – 1785 г., опыты Гальвани – 1786 г.), достигла к сегодняшнему дню громадных успехов. Столь значительный разрыв в результатах может быть объяснен, в основном, сложностью и сильной взаимосвязанностью элементов живого, что затрудняет препарацию отдельных явлений из общего комплекса взаимодействий в организме. Сказались также меньший интерес исследователей к природе электрических явлений в биосистемах из-за более частного характера этой области (хотя для объяснения явлений в ней зачастую требуется привлечение широкого спектра естественнонаучных знаний), сложность экспериментальных исследований и их интерпретации. Одной из наиболее важных проблем теории биоэлектричества остается проблема исследования явлений переноса в мембранах и создание на этой основе замкнутой теории мембранного потенциала, описывающей зависимости проводимостей мембраны от потенциала не на основе эмпирических соотношений, а с помощью категорий молекулярной биологии. Хотя в этом направлении многое уже сделано, однако вопросов остается еще достаточно.

В практических приложениях сохраняется задача создания интеллектуальных систем контроля и диагностики состояния органов по создаваемым ими электрическим и магнитным полям.

Библиографический список

1. Рубин А.Б. Биофизика. Т.2. М.: Университет, 2000.

2. Волькенштейн М.В. Биофизика. М.: Наука, 1988.

3. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Пасечник В.И. и др. Биофизика. М.: Владос, 2000.

4. Артюхов В.Г., Ковалева Т.А., Шмелев В.П. Биофизика. Воронеж: ВГУ, 1994.

5. Маркин В.С., Пастушенко В.Ф., Чизмаджев Ю.А. Теория возбудимых сред. М.: Наука, 1981.

6. Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ / Под ред. А.П.Барановского и А.П.Немирко. М.: Радио и связь, 1993.

7. Мурашко В.В., Струтынский А.В. Электрокардиография. М.: Медицина, 1991.

8. Лакомкин А.Н., Мягков И.Ф. Электрофизиология. М.: Высш. школа, 1977.

9. Матюшкин Д.П. Основы электрофизиологии. Л.:  ЛГУ, 1984.

10. Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. М.: Высш. школа, 1990.

11. Григорьев А.Д., Янкевич В.Б. Резонаторы и резонаторные замедляющие системы СВЧ. М.: Радио и связь, 1984.

12. Быстров Ю.А., Мироненко И.Г. Электронные цепи и микросхемотехника. М.: Высш. школа, 2002.

Оглавление

Введение            .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1. Мембранный потенциал           .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . .              3

1.1. Биологическая клетка и факторы электрической активности . .   3

1.2. Потенциал покоя  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . .             11

1.3. Возбуждение мембраны. Потенциал действия  . . . . . . . . . . . . . .  24

1.3.1. Уравнения Ходжкина-Хаксли  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  35

1.3.2. Особенности электрического возбуждения  . . . . . . . . . . . . . . .  38

1.3.3. Электрическая модель возбудимой мембраны . . . . . . . . . . . . .  43

2. Распространение мембранного потенциала . . . . . . . . . . . . . . . . . .              48

2.1. Распространение сигнала в пассивных волокнах . . . . . . . . . . . .   49

2.2. Распространение сигнала в возбудимых волокнах . . . . . . . . . . .  55

2.2.1. Миелинизированные волокна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . .               65

2.2.2. Прохождение сигнала через неоднородности . . . . . . . . . . . . . . 69

3. Внешние электрические поля тканей и органов . . . . . . . . . . . . .. .  73

4. Электрокардиография  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . .  74

4.1. Особенности возбуждения кардиомиоцитов . . . . . . . . . .  . . . . . . 75

4.2. Особенности функционирования сердца  .  . . . . . . . . . .. . . . . . . . 77

4.3. Формирование электрокардиограммы . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . 80

4.4. Электрокардиографические отведения . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . .  82

4.5. Устройства для измерений и регистрации кардиосигналов .  . .              85

Заключение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  102

Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 103