Лекция № 11
Действие
электрического тока
на биологические
ткани организма
План лекции

1. Постоянный ток. Влияние постоянного
2.
3.
4.

тока на ткани организма.
Полярное действие постоянного тока.
Законы раздражения Пфлюгера.
Гальванизация. Электрофорез.
Импульсные токи, роль фактора времени,
силы и крутизны нарастания для
раздражающего действия.

5. Закон Дюбуа–Реймона.

6. Уравнение Вейса-Лапика.
7. Электротерапия.
Действие электрического тока
на биологические ткани
• В основе действия электрического тока

на биологические ткани лежит движение
заряженных частиц, преимущественно
ионов тканевых электролитов,
приводящий к изменению состава ионов
по обе стороны клеточной мембраны.
Изменение ионной среды может вызвать
изменение функционального состояния
клеток в сторону возбуждения или
торможения их деятельности.
Закон Пфлюгера (Pfluger)
Pfluger сформулировал полярный
1)

2)

3)

закон, который включает в себя
3 основных положения:
Постоянный ток оказывает
раздражающее действие при
замыкании и размыкании
электрической цепи.
Раздражающее действие цепи
определяется при замыкании
катодом (‘-’ электрод), а при
размыкании – анодом
(‘+’электрод).
Наибольшее раздражающее
действие наблюдается на катоде,
меньшее на аноде.
Роль катода и анода в
возникновении мембранного
потенциала
• На катоде

•

наблюдается
вторичная
деполяризация
На аноде
наблюдается
гиперполяризация
Первичное действие постоянного
тока на ткани организма связано с
поляризационными явлениями.
Вследствие различной
подвижности ионов,
задержки и накопления их у
полупроницаемых мембран
в тканевых элементах и
прежде всего внутри клетки
и в окружающей ее
тканевой жидкости
происходит изменение
обычной концентрации
ионов той или иной
природы.
Виды электротерапии

1. Лечение постоянным током и полем
a. Гальванизация
b. Электрофорез

2. Лечение импульсным током
a. Электростимуляция

 Мышц

Электромиостимуляция
 Центральной нервной системы

Электросон

Электроаналгезия

Электронаркоз
 Сердца

Дефибриляция (электроимпульсная терапия)

Хроническая электрокардиостимуляция

a. Электролечение

 Синусоидально-импульсный ток низкой частоты
 Синусоидально-модулированный ток

3. Лечение переменным током и полями высокой и
ультравысокой частоты
a. УВЧ-терапия
Лечение
постоянным
током и полем
Гальванизация
Гальванизация – это
лечебный метод, при
котором используется
действие на ткани
организма
постоянного
электрического тока
малой силы (до 50 мА)
и напряжением
60-80 В.
Схема гальванизации
Назначение прокладки в
гальванизации
• Мокрая прокладка смачивает поверхность тела
•
•

и тем самым уменьшает его сопротивление и
увеличивает электропроводность.
Мягкая увлажненная прокладка обеспечивает
более полный контакт с поверхность кожи, чем
металлический электрод.
Образующиеся у электродов щелочи на
отрицательном электроде и кислоты на
положительном электроде находились в месте,
удаленном от тела, и не вызывали химических
ожогов.
Электрофорез –
это метод введения
лекарственных веществ
при помощи постоянного
электрического тока малой
силы (до 50 мА)
Правила введения лекарственных
веществ при электрофорезе
1. Из прокладки под «+» электродом

2.

в ткани организма вводят ионы
металлов и «+» заряженные
частицы сложных веществ
Из прокладки под «-» электродом в
ткани организма вводят
кислотные радикалы и «-»
заряженные частицы сложных
веществ
Схема электрофореза
С положительного
электрода
Кальций
Магний
Натрий
Новокаин (из
хлористой соли)
Хинин

С отрицательного
электрода
Хлор
Бром
Йод
Пенициллин (из
натриевой и
калиевой соли)
Радикалы
салициловой и
фосфорной кислот
Преимущества введения
лекарственных веществ методом
электрофореза перед другими
способами
• Введение лекарственных ионов в строго
•
•

•

локализованную область
Местное воздействие на ткани
Образование лекарственного депо, т.е. скопление
ионов на внешней поверхности мембран клеток,
сохранение их в течение 2-3 недель и постепенное
поступление в местный кровоток организма
Лекарства, вводимые в организм методом
электрофореза, не подвергаются разрушению
Лечение
импульсным
током
Импульсным током
называют ток, состоящий из
ритмически с определенной
частотой повторяющихся
импульсов
соответствующей
длительности и формы.
Импульсы делятся на:
• Радиоимпульсы – это
модулированные электрические
колебания.
• Видеоимпульсы – это
электрические импульсы тока
или напряжения, которые имеют
постоянную составляющую,
отличную от нуля.
Радиоимпульсы
I,U
0
t
Формы видеоимпульсов

1.
2.
3.
4.
5.

Прямоугольные
Пилообразные
Колоколообразные
Трапециевидные
Экспоненциальные
Закон Дюбуа–Реймона
Раздражение вызывается при изменении
силы тока i=dq/dt в растворе электролита
зависит как от числа движущихся ионов,
так и от скорости их перемещения.
Скорость изменения силы тока
di/dt=d2q/dt2 следует сопоставить с их
ускорением. Поэтому можно считать, что
раздражающее действие тока
обусловлено ускорением при перемещении
ионов тканевых электролитов.
Раздражающее действие
одиночного импульса зависит от:
1. Формы

(преимущественное значение
имеет крутизна
нарастания – tg α)
2. Длительности tи

3. Амплитуды А
Уравнение Вейса-Лапика
Раздражающее
действие
прямоугольных
импульсов в
значительной мере
зависит от их
длительности,
обусловливающей
наибольшее
смещение ионов за
время действия
импульса.
Уравнение Вейса-Лапика

in = a / tи + b
Где
iп - пороговая сила тока – минимальная сила
раздражения, вызывающая реакцию возбудимой
ткани.
tи – длительность импульса
a, b – коэффициенты, зависящие от природы возбудимой
ткани и ее функционального состояния
Реобаза. Хронаксия.
При достаточно
длительных импульсах
раздражающее действие их
становится независимым
от длительности, значение
порогового тока при этом
называется реобазой.
Точка C, ордината которой
равна удвоенной реобазе,
определяет длительность
импульса, называемую

хронаксией.
Электролечение
• Синусоидально-импульсный ток низкой

частоты (диадинамический
ток) – импульсы постоянной полярности, по
форме близкие к синусоидальным с
длительностью импульса 0,02 с при частоте
50 Гц. Приборы – СНИМ-1, ТОНУС-1.
• Синусоидально-модулированный ток
- переменный или выпрямленный ток
частотой 4-5 кГц, модулированный по
амплитуде синусоидальными импульсами
частотой от 50 до 150 Гц в различных
комбинациях. Приборы – «Амплипульс»
Лечение импульсным током
• Диатермия или местная дарсонвализация –
•
•

пропускание импульсного тока через
биологическую ткань.
Диатермокоогуляция -применение
импульсного тока с целью прижигания или
«сваривания» биологических тканей.
Диатермотомия - применение импульсного
тока с целью рассечения биологических
тканей.
Лечение переменным
полем и полями
высокой и
ультравысокой
частоты
Индуктотермия
2
ω

2 sin 2 ωt
q=k
B
ρ m
• Где q - количества тепла

В – магнитная индукция
ω – круговая частота
ρ – удельное сопротивление
В- магнитная индукция
k – коэффициент
Индуктотермия
• Количество теплоты, выделяющееся

в тканях, пропорционально квадрату
частоты и индукции переменного
магнитного поля и обратно
пропорционально удельному
сопротивлению. Сильнее будут
нагреваться ткани, богатые
кровеносными сосудами, например
мышцы.
УВЧ - терапия
• Ткани организма подвергаются действию
высокочастотного электрического поля (4050 МГц)
• Соответствующая область тела помещается
между двумя плоскими изолированными
электродами, образующими конденсатор и
подключенными к выводам
терапевтического контура аппарата.
• УВЧ – терапия используется для
прогревания тканей организма
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ
ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОЛЕЙ НА
ТКАНИ ОРГАНИЗМА

• При действии высокочастотных токов и полей, ионы
и диполи, входящие в систему живого организма, не
успевают значительно переместиться за время
воздействия в одном направлении, поэтому
необратимые нарушения нормальной концентрации
ионов в клетках организма и прочие нежелательные
эффекты, имеющие место при действии низких
частот, практически отсутствуют. Вместе с тем
ничтожно малые перемещения ионов и диполей
связаны с трением в вязкой среде, следствием чего
является выделение значительного количества
тепла в тканях организма.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ
ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОЛЕЙ НА
ТКАНИ ОРГАНИЗМА
• В электропроводящих тканях и электролитах при

воздействии электрическим полем наблюдается
перемещение свободных заряженных частиц (ионов)
т.е. возникает обычный ток проводимости. В
диэлектриках при помещении их в электрическое
поле возникает смещение первоначально
уравновешенных диполей. При наличии
переменного поля диполи совершают колебательное
движение. Такое смещение связанных зарядов
называется токами смещения. Токи проводимости и
токи смещения в тканях сопровождаются
превращением энергии тока или поля в тепловую
энергию.

Лекция 11 Действие электрического тока на биологические ткани организма

  • 1.
    Лекция № 11 Действие электрическоготока на биологические ткани организма
  • 2.
    План лекции 1. Постоянныйток. Влияние постоянного 2. 3. 4. тока на ткани организма. Полярное действие постоянного тока. Законы раздражения Пфлюгера. Гальванизация. Электрофорез. Импульсные токи, роль фактора времени, силы и крутизны нарастания для раздражающего действия. 5. Закон Дюбуа–Реймона. 6. Уравнение Вейса-Лапика. 7. Электротерапия.
  • 3.
    Действие электрического тока набиологические ткани • В основе действия электрического тока на биологические ткани лежит движение заряженных частиц, преимущественно ионов тканевых электролитов, приводящий к изменению состава ионов по обе стороны клеточной мембраны. Изменение ионной среды может вызвать изменение функционального состояния клеток в сторону возбуждения или торможения их деятельности.
  • 4.
    Закон Пфлюгера (Pfluger) Pflugerсформулировал полярный 1) 2) 3) закон, который включает в себя 3 основных положения: Постоянный ток оказывает раздражающее действие при замыкании и размыкании электрической цепи. Раздражающее действие цепи определяется при замыкании катодом (‘-’ электрод), а при размыкании – анодом (‘+’электрод). Наибольшее раздражающее действие наблюдается на катоде, меньшее на аноде.
  • 5.
    Роль катода ианода в возникновении мембранного потенциала • На катоде • наблюдается вторичная деполяризация На аноде наблюдается гиперполяризация
  • 6.
    Первичное действие постоянного токана ткани организма связано с поляризационными явлениями. Вследствие различной подвижности ионов, задержки и накопления их у полупроницаемых мембран в тканевых элементах и прежде всего внутри клетки и в окружающей ее тканевой жидкости происходит изменение обычной концентрации ионов той или иной природы.
  • 7.
    Виды электротерапии 1. Лечениепостоянным током и полем a. Гальванизация b. Электрофорез 2. Лечение импульсным током a. Электростимуляция  Мышц  Электромиостимуляция  Центральной нервной системы  Электросон  Электроаналгезия  Электронаркоз  Сердца  Дефибриляция (электроимпульсная терапия)  Хроническая электрокардиостимуляция a. Электролечение  Синусоидально-импульсный ток низкой частоты  Синусоидально-модулированный ток 3. Лечение переменным током и полями высокой и ультравысокой частоты a. УВЧ-терапия
  • 8.
  • 9.
    Гальванизация Гальванизация – это лечебныйметод, при котором используется действие на ткани организма постоянного электрического тока малой силы (до 50 мА) и напряжением 60-80 В.
  • 10.
  • 11.
    Назначение прокладки в гальванизации •Мокрая прокладка смачивает поверхность тела • • и тем самым уменьшает его сопротивление и увеличивает электропроводность. Мягкая увлажненная прокладка обеспечивает более полный контакт с поверхность кожи, чем металлический электрод. Образующиеся у электродов щелочи на отрицательном электроде и кислоты на положительном электроде находились в месте, удаленном от тела, и не вызывали химических ожогов.
  • 12.
    Электрофорез – это методвведения лекарственных веществ при помощи постоянного электрического тока малой силы (до 50 мА)
  • 13.
    Правила введения лекарственных веществпри электрофорезе 1. Из прокладки под «+» электродом 2. в ткани организма вводят ионы металлов и «+» заряженные частицы сложных веществ Из прокладки под «-» электродом в ткани организма вводят кислотные радикалы и «-» заряженные частицы сложных веществ
  • 14.
  • 15.
    С положительного электрода Кальций Магний Натрий Новокаин (из хлористойсоли) Хинин С отрицательного электрода Хлор Бром Йод Пенициллин (из натриевой и калиевой соли) Радикалы салициловой и фосфорной кислот
  • 16.
    Преимущества введения лекарственных веществметодом электрофореза перед другими способами • Введение лекарственных ионов в строго • • • локализованную область Местное воздействие на ткани Образование лекарственного депо, т.е. скопление ионов на внешней поверхности мембран клеток, сохранение их в течение 2-3 недель и постепенное поступление в местный кровоток организма Лекарства, вводимые в организм методом электрофореза, не подвергаются разрушению
  • 17.
  • 18.
    Импульсным током называют ток,состоящий из ритмически с определенной частотой повторяющихся импульсов соответствующей длительности и формы.
  • 19.
    Импульсы делятся на: •Радиоимпульсы – это модулированные электрические колебания. • Видеоимпульсы – это электрические импульсы тока или напряжения, которые имеют постоянную составляющую, отличную от нуля.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
    Закон Дюбуа–Реймона Раздражение вызываетсяпри изменении силы тока i=dq/dt в растворе электролита зависит как от числа движущихся ионов, так и от скорости их перемещения. Скорость изменения силы тока di/dt=d2q/dt2 следует сопоставить с их ускорением. Поэтому можно считать, что раздражающее действие тока обусловлено ускорением при перемещении ионов тканевых электролитов.
  • 23.
    Раздражающее действие одиночного импульсазависит от: 1. Формы (преимущественное значение имеет крутизна нарастания – tg α) 2. Длительности tи 3. Амплитуды А
  • 24.
    Уравнение Вейса-Лапика Раздражающее действие прямоугольных импульсов в значительноймере зависит от их длительности, обусловливающей наибольшее смещение ионов за время действия импульса.
  • 25.
    Уравнение Вейса-Лапика in =a / tи + b Где iп - пороговая сила тока – минимальная сила раздражения, вызывающая реакцию возбудимой ткани. tи – длительность импульса a, b – коэффициенты, зависящие от природы возбудимой ткани и ее функционального состояния
  • 26.
    Реобаза. Хронаксия. При достаточно длительныхимпульсах раздражающее действие их становится независимым от длительности, значение порогового тока при этом называется реобазой. Точка C, ордината которой равна удвоенной реобазе, определяет длительность импульса, называемую хронаксией.
  • 27.
    Электролечение • Синусоидально-импульсный токнизкой частоты (диадинамический ток) – импульсы постоянной полярности, по форме близкие к синусоидальным с длительностью импульса 0,02 с при частоте 50 Гц. Приборы – СНИМ-1, ТОНУС-1. • Синусоидально-модулированный ток - переменный или выпрямленный ток частотой 4-5 кГц, модулированный по амплитуде синусоидальными импульсами частотой от 50 до 150 Гц в различных комбинациях. Приборы – «Амплипульс»
  • 28.
    Лечение импульсным током •Диатермия или местная дарсонвализация – • • пропускание импульсного тока через биологическую ткань. Диатермокоогуляция -применение импульсного тока с целью прижигания или «сваривания» биологических тканей. Диатермотомия - применение импульсного тока с целью рассечения биологических тканей.
  • 29.
    Лечение переменным полем иполями высокой и ультравысокой частоты
  • 30.
    Индуктотермия 2 ω 2 sin 2ωt q=k B ρ m • Где q - количества тепла В – магнитная индукция ω – круговая частота ρ – удельное сопротивление В- магнитная индукция k – коэффициент
  • 31.
    Индуктотермия • Количество теплоты,выделяющееся в тканях, пропорционально квадрату частоты и индукции переменного магнитного поля и обратно пропорционально удельному сопротивлению. Сильнее будут нагреваться ткани, богатые кровеносными сосудами, например мышцы.
  • 32.
    УВЧ - терапия •Ткани организма подвергаются действию высокочастотного электрического поля (4050 МГц) • Соответствующая область тела помещается между двумя плоскими изолированными электродами, образующими конденсатор и подключенными к выводам терапевтического контура аппарата. • УВЧ – терапия используется для прогревания тканей организма
  • 33.
    ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХПОЛЕЙ НА ТКАНИ ОРГАНИЗМА • При действии высокочастотных токов и полей, ионы и диполи, входящие в систему живого организма, не успевают значительно переместиться за время воздействия в одном направлении, поэтому необратимые нарушения нормальной концентрации ионов в клетках организма и прочие нежелательные эффекты, имеющие место при действии низких частот, практически отсутствуют. Вместе с тем ничтожно малые перемещения ионов и диполей связаны с трением в вязкой среде, следствием чего является выделение значительного количества тепла в тканях организма.
  • 34.
    ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХПОЛЕЙ НА ТКАНИ ОРГАНИЗМА • В электропроводящих тканях и электролитах при воздействии электрическим полем наблюдается перемещение свободных заряженных частиц (ионов) т.е. возникает обычный ток проводимости. В диэлектриках при помещении их в электрическое поле возникает смещение первоначально уравновешенных диполей. При наличии переменного поля диполи совершают колебательное движение. Такое смещение связанных зарядов называется токами смещения. Токи проводимости и токи смещения в тканях сопровождаются превращением энергии тока или поля в тепловую энергию.