Раздражающее действие импульса электрического тока зависит от длительности самого импульса.

Раздражающее действие Э.Т. прямопропорционально скорости нарастания (изменения) силы Э.Т.

ε~di/dt – раздражающее действие (раздражение) – математическое выражение закона

i – сила тока

di/dt=i` - первая производная силы тока по времени.

Согласно физическому смыслу производной – i` - это υ_i – скорость нарастания силы тока.

ε=k*di/dt, где k – коэффициент пропорциональности.

Экспериментальный график i=f(t)

i

α

α t

1 – быстрое нарастание силы тока (i_П1 – п.р.1)

2 – медленное нарастание силы тока (i_П2 – п.р.2)

На основании геометрического смысла производной:

y` = tgα

α₁ > α₂ à tgα₁ > tgα₂

(di/dt)₁ > (di/dt)₂ à ε₁ > ε₂

i_П1 < i_П2

i_П~1/(di/dt) – обратно пропорциональная зависимость.

Раздражающее действие одиночных импульсов Э.Т. определяется в основном передним и задним фронтом нарастания, т.е. углами α₁ и α₂.

i

α₁ α₂ t

tgα=S – крутизна фронта импульса

При ↑α à↑S à↑ε

Установлено, что при α=π/2(90⁰); tgπ/2à∞ à S_max àε_max

Поэтому прямоугольные импульсы тока – нашли наибольшее применение в электростимуляции.

i

t

Зависимость порогового тока от длительности прямоугольных импульсов. Уравнение Вейса-Лапика.

Рассмотрим поведение клетки под действием прямоугольного импульса тока.

T – время импульсного воздействия

t_П – время паузы

T= t_П + t_ИМП

i

T

t_П

t

+ E -

- +

L

E – вектор напряженности электрического поля

L~i * t_ИМП

При ↑ t_И ài↓

При ↓ t_И ài↑

При этом достигается одно и тоже раздражающее действие.

За t=t_И – ионы должны сместиться на расстояние L. L= υ_q * t_И, где υ_{q – скорость} движения ионов в клетке.

i=dq/dt=q` - первая производная заряда по времени.

Согласно физическому смыслу 1 производной: q` = υ_q

После включения Э.Т. ионы в клетке начинают двигаться вдоль силовых линий электрического поля. Для того чтобы вблизи клеточной мембраны произошло их разделение и накопление, т.е. возникла поляризация, ионы в клетке должны за время длительности импульса двигаться со скоростью равной силе тока.

i~1/t_И à i_П ~ 1/ t_И

i_П = а/ t_И + b – уравнение Вейса-Лапика, где a и b – коэффициенты зависящие от природы раздражения и функционального состояния ткани.

Раздражающее действие импульса электрического тока зависит от длительности самого импульса.

Построим график i_П = f(t_И)

1/0à∞

1/∞ à0

-если t_И à0, значит i_П à∞

-если t_И à∞, значит i_П àb – b=Re – реобаза – min значение силы тока, при котором еще возможно раздражающее действие, при сколь угодно большой длительности импульса.

i_П

2Re Область возбуждения

Re

0 b t_И

Chr – хронаксия

Chr – t_И

i_П – 2Re

Если i<Re – раздражения не будет à ε=0

Реобаза и хронаксия – являются характеристиками возбудимости органа или ткани, а также м/т служить показателями их функционального состояния.

Зависимость порогового тока от частоты

График i_П =f(ν)

Уравнение В-Л.

График i_П =а (t_И)

i_П

Область

возбуждения

Re

ν

-если ν à0, то t_И à∞ (ν=1/T; ν~1/t_П)

i_П = b =Re

-если ν à∞, то t_И à0 и i_П à∞

Под действием силы Э.Т., периоды изменяются с определенной частотой, ионы в клетке смещаются от одной мембраны до другой.

Если частота Э.Т. достаточно мала, то амплитуда колебаний ионов настолько велика, что они успевают сместиться в сторону мембраны, где происходит их разделение и накопление, т.е. возникает поляризация.

При ↑νЭ.Т. à ↓A_ионов à ↓поляризация à↓ε

На достаточно высоких частотах Э.Т. амплитуда колебаний ионов настолько уменьшается, что становится соизмеримой с амплитудой колебаний в результате теплового хаотичного движения, т.е. поляризации и раздражения не возникает.

Энергия электрического тока переходит в тепловую энергию – ткань начинает нагреваться – появляется новое действие Э.Т. – тепловое (Т).

Экспериментально установлено, что при ν=500кГц à ε~0

ε↑ T↑

ν

0 500кГц

ε~di/dt iП~1/(di/dt) Вывод из Д.Р.

ε~ tП iП = 1/ tИ Вывод из В.Л.

ε~1/ν iП~ν T~ν

Удельной количество теплоты выделяющееся в тканях.

q– удельное количество теплоты

q = Q/Vt, где Q – количество теплоты [Дж]; V – объем нагревания ткани [V=S*l]; t – время нагревания

[q]=[Дж/м³*с] = Дж/м³

Закон Джоуля-Ленца:

Q=JUt

Q=J²Rt
Q=U²*t\R

J=i à Q=JU/V

Q=J²R/V

Q=U²/RV

Дата добавления: 2015-07-15