33. Полное сопротивление (импеданс) тканей организма переменному электрическому току. Формула импеданса.

Импеданс тканей организма зависит от множества физиологических условий, основным из которых является состояние кровообращения, в частности кровонаполнение сосудов.

На этом основан один из способов исследования периферического кровообращения - РЕОГРАФИЯ.

При этом в течение цикла сердечной деятельности регистрируется изменение импеданса определенного участка тканей, на границах которого накладываются электроды. При реографии применяется переменный ток частотой 20 - 30 кГц. Этим методом получают реограммы головного мозга - реоэнцефалограммы, печени, легких, магистральных сосудов и т.д.

Зависимость импеданса тканей организма от частоты переменного тока позволяет оценить жизнеспособность этих тканей, что важно знать, например, при пересадке (трансплантации) тканей и органов

В мертвой ткани мембраны клеток разрушены и ткань обладает лишь активным сопротивлением, в то время как импеданс живой ткани складывается из активного и емкостного сопротивлений. Различие в частотных зависимостях импеданса получается и у здоровой, и у больной ткани.

34. Природа омического и емкостного сопротивления тканей

1. В целом, сопротивление биологических тканей будет определяться суммой омического и емкостного сопротивления:

2. . (12)

3. Присутствие в биологических организмах структур с ёмкостным сопротивлением подтверждается также наличием сдвига фаз между током и напряжением. Для биологических систем характерна большая величина этого угла, например, на частоте 1000 Гц: кожа человека – φ = 55⁰, мышца кролика – φ = 65⁰, нерв лягушки – φ = 64⁰. Это показывает, что доля емкостного сопротивления в импедансе тканей велика.

 Природу активного или омического сопротивления, связанного с нагревом материала, по которому протекает ток, объясняют столкновением носителей заряда с узлами кристаллической решетки этого материала. 

35. Дисперсия электропроводности тканей организма. Медицинское значение дисперсии электропроводности. Коэффициент Тарусова.

Как и в электрических цепях, импеданс биологических систем зависит от частоты переменного тока. Для живых тканей характерно уменьшение импеданса по мере повышения этой частоты. Зависимость электрического импеданса (Z) от v (частоты) получила название дисперсии импеданса. Между дисперсиями электропроводности и диэлектрической проницаемости, о которых речь шла выше, и дисперсией импеданса существует связь, но это не идентичные процессы.

Дисперсия импеданса отображает более широкий круг электромагнитных процессов в биологических системах (возможно, и индуктивные свойства). Во всяком случае она сильнее зависит от разнообразных нарушений жизнедеятельности исследуемой ткани. По кривой дисперсии импеданса удается судить об уровне обмена веществ и его отклонениях от нормы (Раевский, 1938; Тарусов, 1939). В медико-биологических экспериментах и клинике применяется метод изучения дисперсии Z для оценки жизнеспособности органов и тканей.

Б.Н. Тарусов предложил упрощенный вариант такого исследования. Следуя ему, измеряют всего два значения Z: на низкой (обычно v_H около 10² Гц) и высокой (v_H > 10⁶ Гц) частотах, соответствующих тем частотным диапазонам, где кривая дисперсии импеданса идет более полого, чем на среднечастотном участке крутого спада. Отношение этих величин называют коэффициентом поляризации (К_П).

Жизнеспособная ткань имеет К_п > 1, причем значения коэффициента поляризации тем больше, чем выше уровень обмена веществ в данной ткани и чем лучше сохранена ее структурная целостность. При отмирании ткани ее К_п стремится к

Кроме К_п используют и так называемый коэффициент частотной дисперсии:

(56)

Метод исследования дисперсии импеданса применяют для оценки жизнеспособности тканевых трансплантатов при пересадке органов. Изучаются возможности использования его для определения зон раневого процесса в ходе хирургической обработки раны, для характеристики ишемии, отека и т. д.