7. Гипертермия и гипотермия.

При нарушении теплового баланса между организмом и окружающей средой может наблюдаться гипертермия (от греч. hyper – сверх и terme – тепло) – перегревание организма человека вследствие нарушения соотношения между теплопродукцией и теплоотдачей. При температуре тела 41 – 42˚C может наступить тепловой удар.

Искусственную гипертермию используют в медицине для местного нагревания при лечении некоторых заболеваний. При этом для наружного воздействия используются различные нагретые среды. Используемые среды должны обладать определенными физическими свойствами и в течение определенного времени обеспечивать нужный эффект. Основное требование – это большая удельная теплоемкость (вода, грязи) или удельная теплота фазового превращения (парафин, озокерит). Среда, накладываемая на кожу, не должна создавать болезненных ощущений. Это ограничивает температуру таких сред. Например, вода, применяемая для лечения, имеет температуру 45˚C, торф и грязи – до 50˚C. Парафин нагревают до 60 - 70˚C, так как он обладает небольшой теплопроводностью, поверхностная его часть, прилегающая к телу, быстро остывает, отвердевает и задерживает приток температуры от остальной его части.

Охлаждение, понижение температуры тела теплотворных животных и человека вследствие теплоотдачи, превосходящей теплопродукцию, называют гипотермией (от греч. hypo – под, внизу). Такое состояние приводит к снижению жизнедеятельности организма, повышает устойчивость его к кислородному голоданию. Как лечебный метод применяют искусственную гипотермию как местную (при кровотечении, травмах воспалении), так и общую (при операциях, требующих временной остановки кровообращения).

В качестве охлаждающей среды, используемой для лечения, применяют лед. При низких температурах осуществляют консервацию отдельных органов и тканей в связи с трансплантацией.

Криогенный метод (от греч. kryos – холод, мороз, лед) разрушения ткани при замораживании и размораживании используется для удаления миндалин, барадавок и т.п. Для этих целей используются специальные криогенные аппараты и криозонды.

С помощью холода, обладающего анестезирующим действием, можно уничтожить в головном мозгу человека клетки ядер, ответственных за некоторые нервные заболевания, например, паркинсонизм.

В микрохирургии используется “примерзание” влажных тканей к холодному металлическому инструменту для захвата и переноса этих тканей.

Лекция №11 электрический диполь. Физические основы электрокардиографии.

1. Основные характеристики электрического поля.

Электрическое поле есть разновидность материи, посредством которой осуществляется силовое воздействие на электрические заряды, находящиеся в этом поле.

Характеристики электрического поля, которое генерируется биологическими структурами, являются источником информации о состоянии организма.

Все тела в природе способны электризоваться, т.е. приобретать электрический заряд. Всякий процесс заряжения сводится к разделению зарядов, при котором на одном теле (или части тела) появляется избыток положительных зарядов, а на другом (или другой части тела) – избыток отрицательных зарядов. Общее количество зарядов обоих знаков, содержащихся в телах, не изменяется.

Единицей заряда является кулон (Кл), 1Кл=1А·с.

Силовой характеристикой электрического поля является напряжённость E, равная отношению силы, действующей в данной точке поля на пробный заряд, к величине этого заряда: . (1)

Напряжённость – вектор, направление которого совпадает с направлением силы, действующей в данной точке поля на положительный точечный заряд. Размерность её [E]=Н/Кл или В/м.

Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряжённости (силовых линий) – это линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора . Напряжённость поля точечного заряда в вакууме в скалярной форме определяется по формуле: . (2)

Энергетической характеристикой электрического поля служит потенциал (U). На практике чаще пользуются понятием разности потенциалов между точками 1 и 2, которую называют электрическим напряжением: .

Разность потенциалов двух точек поля равна отношению работы сил поля по перемещению точечного положительного заряда из одной точки поля в другую к величине этого заряда: .

Потенциал в данной точке поля равен работе, которую совершают силы поля при перемещении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность (или в точку, где потенциал поля принимается равным нулю).

Потенциал любой точки поля в вакууме для точечного заряда определяется по формуле: , (3)

где знак (+) относится к случаю положительного заряда, а знак (-) – к случаю отрицательного заряда.

Единицу потенциала называют вольтом (В), .

Поверхность, во всех точках которой потенциал одинаков, называется эквипотенциальной. Силовые линии электрического поля и эквипотенциальные поверхности взаимно перпендикулярны. Между потенциалом и напряжённостью в данной точке поля существует зависимость:

, (4)

где - изменение потенциала: , dl – малый отрезок пути из данной точки, вдоль линии напряжённости. Знак минус обусловлен тем, что напряжённость поля направлена в сторону убывания потенциала.