2 - Биофизика Рубин А.Б. 1999. http://www.library.biophys.msu.ru/rubin/
Вопросы для самоподготовки
– по базисным знаниям:
Общее сопротивление электрических цепей.
Переменный ток.
Дифференциальные уравнения гармонических колебаний.
Биологические мембраны.
- по данной теме:
Что понимают под импедансом биологической ткани?
Каковы составляющие импеданса в живых тканях?
Эквивалентные электрические схемы биологических тканей. Почему имеется несоответствие этих моделей оригиналу?
Как изменяется импеданс живых тканей при изменении частоты переменного тока?
Что понимают под дисперсией электропроводности живых тканей?
Что понимают под крутизной дисперсии?
Как можно оценить жизнеспособность биологических тканей по крутизне дисперсии?
Краткая теория
Определение дисперсии электропроводности биологической ткани
Все
живые ткани состоят из клеток, омываемых тканевой жидкостью. Цитоплазма клеток
и тканевая жидкость представляют собой электролиты, разделенные плохо
проводящей клеточной мембраной. Такая система обладает статической и
поляризационной электроемкостью. Поляризационная емкость результат
электрохимической поляризации, возникающей при прохождении постоянного
электрического тока. Она зависит от силы тока и времени его протекания. По
современным представлениям живые ткани не обладают индуктивностью, и
сопротивление их имеют только активную и емкостную составляющие.
Электрические свойства живых тканей можно смоделировать следующими эквивалентными электрическими схемами: данная схема хорошо моделирует электрические свойства при высокочастотных токах, но при низких частотах не работает. данная схема достаточно хорошо моделируем свойства тканей при низких частотах тока, но не работает при высоких частотах .эта схема является наиболее удачной и дает хорошее соответствие с опытными данными как при низких так и при высоких частотах переменного тока.
При прохождении переменного тока через живые ткани наблюдается дисперсия электропроводности: полное сопротивление ткани уменьшается с увеличением частоты переменного тока и стремится к некоторому минимальному значению при высоких частотах. Дисперсия электропроводности присуща только живым тканям. По мере отмирания ткани крутизна кривой уменьшается. На рисунке приводится зависимость сопротивления участка живой ткани от частоты при отмирании:
 |
1. живая ткань
2. поврежденная ткань
3. мертвая ткань
Импеданс тканей организма определяется их физиологическим состоянием. Диагностический метод, основанный на регистрации изменения импеданса тканей в процессе сердечной деятельности называется реографией.
В настоящее время в связи с развитием трансплантационной хирургии и поиском методов определения качества консервированных тканей электропроводность используется как один из тестов для оценки жизнеспособности тканей и органов.
Часто вместо построения кривой дисперсии определяют так называемый коэффициент поляризации или крутизну дисперсии К:
где 
- импеданс при частоте 104 Гц, 
- импеданс при частоте 106 Гц.
При отмирании ткани К®1. В тканях с высоким уровнем метаболизма К достигает значения 9-10 (для теплокровных животных).
Другим проявлением реактивных свойств сопротивления живой ткани является наличие сдвига фаз между силой тока и напряжение. В цепи содержащей активное и емкостное сопротивление угол сдвига фаз лежит в интервале от 0о до 90о градусов. Для биологических объектов характерен большой сдвиг фаз, что говорит о значительной доле емкостного сопротивления в полном сопротивлении (импедансе) ткани, например, для кожи человека при частоте 1 кГц сдвиг фаз составляет 55о.
Протокол
Лабораторная работа
Пассивные электрические свойства живых тканей по отношению к переменному току
Цель работы:
1. Изучить теоретический материал, связанный с электропроводностью тканей для переменного тока.
2. Ознакомиться с назначением и принципом действия звукового генератора, осциллографа, электродов и их применением в медико-биологических исследованиях.
3. Овладеть навыками измерения импеданса ткани в зависимости от частоты переменного тока.
4. Выявить характер изменения дисперсии электропроводности биоткани при ее повреждении.
5. Выяснить биофизический смысл изменения крутизны дисперсии для живой и поврежденной тканей.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.