Биофизические принципы исследования электрических полей в организме. Понятие о токовом диполе

При функционировании тканей и органов, как и отдельных клеток, сопровождающемся электрической активностью, в организме создается электрическое поле. Так как организм является проводником, то два электрода, приложенные к разным участкам тела, регистрируют разность потенциалов. Зависимость от времени разности потенциалов, возникающей при функционировании данного органа или ткани, называется электрограммой. Названия электрограмм указывают на органы (ткани), функционирование которых приводит к появлению, регистрируемой разности потенциалов: электрокардиограмма (ЭКГ), электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электромиограмма (ЭМГ) и т.д. Можно сформулировать две основные задачи изучения электрограмм: первая (прямая) заключается в выяснении механизма возникновения электрограмм, вторая (обратная, или диагностическая) - в выявлении состояния организма по характеру его электрограмм. При изучении механизма возникновения электрограмм ткани и органы как источники электрического поля представляют в виде эквивалентного электрического генератора. Под ним подразумевается модельная физическая система, которая должна удовлетворять двум условиям: 1) потенциалы, создаваемые генератором в различных точках должны соответствовать реальным величинам; 2) при изменении параметров эквивалентного генератора должны происходить такие же изменения электрического поля как и в реальных электрограммах при соответствующем изменении в функционировании органа.

Почти во всех существующих моделях электрическую активность органов и тканей сводят к действию определенной совокупности токовых электрических генераторов, находящихся в объемной электропроводящей среде. Токовый генератор имеет высокое внутреннее сопротивление R, во много раз превосходящее сопротивление внешней нагрузки R₀. По закону Ома для полной электрической цепи сила тока I = E / (R + R₀), учитывая, что R во много раз больше R₀, можно приближенно считать, что I = E / R.

Пространственная структура электрического поля, создаваемого генератором во внешней среде, определяется положением его полюсов. Для расчетов потенциалов этого поля генератор представляют в виде токового электрического диполя – системы из положительного полюса (источника электрического поля) и отрицательного полюса (стока), расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Важнейший параметр токового электрического диполя D – электрический дипольный момент - это векторная величина, определяемая соотношением: D = I·l; где I– ток в диполе; l - вектор расстояния между полюсами. Направление вектора дипольного момента принимается от отрицательного полюса к положительному. Диполи в зависимости от их размера подразделяют на точечные и конечные. Точечным называют диполь, который занимает бесконечно малый объем пространства.

Поиск по сайту: