Вопрос 48. Электрический диполь. Анализ электрического поля диполя в гомогенном объёмном проводнике.

Электрический диполь - это система из 2-х точечных зарядов, одинаковых по величине, но противоположных по знаку, находящихся на некотором расстоянии l друг от друга, которое называется плечом диполя.

Р = q  l - электрический момент диполя.

Анализ электрического поля диполя в гомогенном объёмном проводнике

Потенциал поля, создаваемого диполем в точке А можно вычислить по формуле:  = q  l  cos  / (4 ₀ r²), где q - заряд диполя, 1 - плечо диполя,  ₀ - ди­электрическая проницаемость вакуума,  - относительная диэлектри­ческая проницаемость среды, r - расстояние от точки отведения до се­редины диполя.

Проведем анализ электрического поля диполя:

1.  =const, если r  , то   0, если r  0 то   max.

2. r = const, если  =0 или 180°, то = max, если  =90° или 270°, то  =0.

Таким образом, изменяя положение отводящего электрода можно по величине и знаку отводимого потенциала определить пространст­венное расположение диполя. Если потенциал стал максимальным, то значит, электрод находится на продолжении оси диполя. Если потен­циал стал равным 0, то это значит, что электрод находится на перпен­дикуляре, проходящим через середину диполя.

Литература: Ремизов А.Н.,Медбиофизика,-1987,с.270-271. Лекции.

Вопрос 49. Контактное и дистантное отведения биопотен­циалов. Биполярное к униполярное отведения. Показания к при­менению разных видов отведения.

Контактное отведение БП

Оба электрода Э1 и Э2 непосредственно накладываются на орган -- источник биопотенциалов.

Дистантное отведение БП. В данном случае электроды Э1 и Э2 располагаются не на поверхности органа, а на ко­же.

Таким образом, ткани, окружающие орган, мо­гут существенно исказить отводимые биопотен­циалы. Именно поэтому более предпочтительным является контактное отведение, но, к сожалению, такой вид отведения далеко не всегда возможен.

Существуют некоторые терминологические различия между контактным и дистантным отведениями.

Дистантные отведения: ЭКГ электрокардиограмма, ЭЭГ электроэнцефалограмма, ЭМГ – электромиограмма.

Контактные отведения: электрограмма сердца, электрокортикограмма, электрограмма мышц.

Биполярное отведение - отведение, при котором оба электрода находятся примерно в одинаковых условиях по отношению к диполю.

Если электроды расположены на продолжении оси диполя, то в соответствии с формулой диполя, в точке А будет отводиться положительный максимальный потенциал, а в точке В - максимальный отри­цательный. В таком случае и отводимая разность потенциалов будет максимальна.

Если электроды расположены на перпендикуляре, проходящем че­рез середину диполя (на нулевой эквипотенциальной линии), то в со­ответствии с той же формулой, будет отводиться разность потенциалов, равная нулю.

Биполярное отведение следует приме­нять при поверхностном расположении диполей, т.к. отводимая разность потен­циалов приблизительно обратно пропор­циональна кубу расстояния до источника биопотенциалов. Таким образом, если расстояние х₁ = 2 х₂, то вклад в отводи­мую разность потенциалов ближнего ди­поля d₁ будет в 8 раз)! больше, чем даль­него диполя d₂.

Для регистрации электрической ак­тивности глубоко расположенных источников был специально раз­работан более сложный способ отведения - униполярное.

Униполярное отведение - это отведение, при котором потенциал одного из электродов, близок к нулю.

Электрод, потенциал которого близок к нулю, получил название пассивного или индифферентного, в отличие от активного электрода.

Методика создания индифферентного электрода - если расставить на симметричных участках электрического поля большое количество электродов, то в любой момент времени одна по­ловина электродов находится в области положительных эквипотен­циальных линий, а другая - отрицательных. Если объединить эти электроды общим проводником, то, в идеальном случае, его общий потенциал должен быть равен 0. Этот электрод и называется индиф­ферентным. Каждый электрод из этого комплекса периодически ис­полняет роль активного электрода:  = _акт + _инд; _акт = (n – 1)   / n;  _инд =  / n, где  - отводимая разность потенциалов,

_акт - потенциал активного электрода,  _инд - потенциал индифферентного электрода, n - количество электродов, создающих пассивный электрод.

Литература: Лекционные записи.

Вопрос 50. Понятие о мультипольном электрическом экви­валентном генераторе. Современная теория отведения биопотен­циалов. Принципы отыскания точной локализации патологиче­ского очага при инфаркте миокарда и эпилепсии.

Модель, в которой электрическая активность миокарда описывается с помощью большого количества диполей, называется мультиполярным эквивалентным электрическим генератором сердца.

Современная теория отведения биопотенциалов: в настоящее время очаг возбуждения в миокарде считают мульполярным, где каждое мышечное волокно является отдельным диполем. Вклад отдельных диполей в суммарный потенциал зависит от их расположения по отношению к отводящему электроду.

Основные этапы отыскания патологического очага при инфаркте миокарда - основываясь на положениях современной теории отведения, можно выделить 2 основных и принципиально отличающихся друг от друга этапа поиска патологического очага при инфаркте миокарда:

1 - применить униполярное отведение, но активный электрод расположить как можно дальше от сердца

(в точке А) для того, чтобы расстояния от электрода до ближних и даль­них диполей были бы приблизительно одинаковыми, тогда вклад ближних и даль­них диполей в отводимую разность потенциалов будет примерно одинаков. Этот этап необходим для того, чтобы не пропустить патологию на органном уровне. Переходить ко второму этапу поиска следует только в том случае, если патология обнаружена. На первом этапе можно применить и биполярное отведение, т.е. применить основные отведения по Эйнтховену.

2 этап - предполагает оты­скание точной локализации инфарк­тного очага. Для того чтобы добить­ся этого, необходимо отводящий электрод помещать как можно ближе к сердцу (грудные и пищеводные от­ведения - точки Б, В, Г, Д), при этом расстояния от ближних и дальних участков мио­карда будут значительно отличаться друг от друга, а, значит, и вклад ближних диполей в отводимую разность потенциалов будет гораздо большим по сравнению с дальними диполями. Если в какой-то точке (например, в точке Д) патология на ЭКГ ярче всего выражена, то это означает, что где-то поблизости и расположен патологический очаг!

Примечание: Следует отметить, что при отыскании патоло­гического очага контактным способом во время операции на сердце по поводу инфаркта миокарда лучше применить биполярный способ отведения с очень близким расположением электродов друг к другу.

Отыскание патологического очага при эпилепсии

Для отыскания патологического оча­га (нейронов - источника судо­рожной активности, образующих диполь) вначале необходимо на поверхности ко­жи головы найти фокус судорожной элек­трической активности на ЭЭГ (на ри­сунке - зависимость U от l. Затем при продвижении элек­трода вглубь мозга параллельно оси диполя следует остановиться в момент инверсии потен­циала, т.к. электрод будет в середине диполя и в середине очага. В этот момент нужно произвести коагуляцию нервной ткани.

Литература: Лекционные записи.