36 Полное сопротивление тканей организма переменному току .Импеданс

1. Импеданс – основные понятия. (формула в учебнике пункт 14,3. Не знаю что тут писать..

При прохождении через ткани переменного тока, изменяющегося по гармоническому закону

I(t) =I₀ cos ωt,

падение напряжения на биологической ткани изменяется по закону

U (t)=U_o⋅cos (ωt+ϕ).

Величиной, определяющей соотношение между напряжением и силой переменного тока, является импеданс - полное электрическое сопротивление цепи переменному току.

На опыте напряжение отстает по фазе от тока (ϕ<0), что характерно для электрических цепей, состоящих из резисторов и конденсаторов.

Для биологического объекта импеданс носит составной (комплексный) характер

Z=(R,X). Его активная составляющая R связана, в первую очередь, с проводимостью

внутренних жидких сред, являющихся электролитами. Различные процессы в тканях, сопровождающиеся необратимыми потерями энергии, также дают вклад в величину активной составляющей импеданса. Реактивная компонента X определяется емкостными свойствами исследуемой ткани, в частности, емкостью биологических мембран. Кроме того, в емкостную составляющую импеданса дает вклад и область контакта стимулирующих электродов с биологическими тканями.

Сила тока. Повреждающее действие электрического тока пропорцио­нально силе проходящего через организм тока. При одной и той же си­ле переменный ток опаснее постоянного (табл. 8). Напряжение. Чем выше напряжение воздействующего на организм источника тока, тем сильнее его повреждающее действие. Напряжение источника является одним из факторов, определяющих силу проходяще­го через организм тока. Другим фактором является сопротивление тка­ней. Сопротивление тканей. Полное сопротивление тела человека к пе­ременному электрическому току (импеданс) складывается из, активного (омического) и реактивного (емкостного) сопротивления тканей. Раз­личные ткани организма оказывают неодинаковое сопротивление току. Так, кости, хрящи, связки и кожа представляют для тока большое соп­ротивление. Мышцы и кровь— сравнительно малое. Наибольшее сопротивление прохождению электрического тока оказывает лишенный кровеносных сосудов и нервов роговой слой ко- 77 жи — эпидермис. Этот слой при определенных условиях может даже рассматриваться как диэлектрик. Благодаря этому общее сопротивле­ние тела человека, пока эпидермис цел, определяется в основном сопро­тивлением кожи. При сухой неповрежденной коже электрическое со­противление тела человека имеет порядок 40 000—100 000 Ом, при сня­том роговом слое оно снижается до 800—1000 Ом. Сопротивление кожи резко снижается при увлажнении, при пото­отделении. Уменьшается оно при увеличении силы проходящего через кожу тока. Это объясняется нагревом кожи при прохождении тока и увеличением потоотделения. Очень сильно зависит сопротивление кожи от величины приложенного напряжения. Это объясняется тем, что при определенной величине напряжения наступает пробой верхнего рогово­го слоя кожи. Пробой при тонкой коже наступает уже при напряжении 10—30 В. При напряжении 220 В пробой настолько значителен, что со­противление тела приближается к таковому при отсутствии эпидермиса. Направление и время прохождения электрического тока через тело оказывают существенное влияние на степень поражения электрическим током. В эксперименте пропускание тока (при одних и тех же парамет­рах) через задние конечности животного вызывает ограниченные судо­роги мышц, пропускание тока через голову — судороги всего тела, па­ралич дыхания, электрошок. Пропускание тока через сердце вызывает его фибрилляцию и мерцательную аритмию. И в случаях электротравмы человека определяющим является доля тока, прошедшая через сердце. Степень повреждения электрическим током возрастает с увеличе­нием времени прохождения тока через организм. Если время действия не превышает 0,02 с, ток в 1000 В не оказывает резкого патогенного действия. Электротравма в течение 1 с при таком же напряжении неиз­бежно смертельна. Состояние реактивности организма в момент прохождения электри­ческого тока существенно отражается на характере электротравмы. Так, повышение обмена веществ (тиреотоксикоз, перегревание), кровопоте-ря, алкогольное опьянение повышают чувствительность организма к по­ражающему действию электрического тока. Эмоциональное напряже­ние, вызванное ожиданием действия тока, значительно повышает ус­тойчивость к току и, наоборот, утомление, снижение внимания увеличи­вают чувствительность к току. Тяжесть электротравмы зависит и от сте­пени насыщения организма кислородом — в условиях гипоксии чувстви­тельность к току возрастает, а гипероксия (например, в кессоне) умень­шает опасность электротравмы. В эксперименте четко показана зависимость тяжести электротрав­мы от функции надпочечников. Экстирпация надпочечников у белых крыс, например, значительно снижает пороговые величины поражаю­щего тока