Полное сопротивление (импеданс) тканей организма

Биологическая ткань проводит не только постоянный, но и переменный ток. В биологической ткани нет систем, которые обладали бы индуктивными свойствами, т.е. индуктивное сопротивление X_L близко к нулю. Биологическая ткань обладает,в основном, омическими и емкостными свойствами, и соответственно, импеданс для биологических тканей организма определяется только омическим сопротивлением.

Для объяснения электропроводимости биологических тканей, с учетом их омических и емкостных свойств в зависимости от частоты тока, были предложены следующие эквивалентные электрические схемы на рисунке 6.

 

Рассмотрим каждую схему в отдельности.

1) Схема 6а. Общее сопротивление для данной схемы определяется уравнением (21). Учитывая, что L=0 и соответственно X_L=ωL=0 получаем, что общее сопротивление биологической ткани равно:

а) при ω→0; z→∞;

б) при ω→∞; z→R.

Т.е. данная схема объясняет, что при ω=0 (постоянный ток) общее сопротивление биологической ткани равно бесконечности. Опыт и практика показывают, что биологические ткани, в зависимости от их функционального назначения, обладают определенным омическим сопротивлением.

Графически зависимость z=f(ω) имеет следующий вид:

Рисунок 7. Зависимость импеданса биологической ткани от частоты тока для схемы 6а

 

2) Анализируя схему 6б и используя правило параллельного соединения сопротивлений получим:

а) при ω→0; , тогда и z→R;

б) при ω→∞; , тогда и z→0.

График для этой схемы:

Рисунок 8. Зависимость импеданса биологической ткани от частоты тока для схемы 6б

3) Анализ схемы 6в и использование правила параллельного соединения сопротивлений получаем:

а) при ω→0; , тогда и z→R₁.

б) при ω→∞; , при этом .

График этой зависимости:

Рисунок 9. Зависимость импеданса биологической ткани от частоты тока для схемы 6в

 

Таким образом, для объяснения электропроводимости биологических тканей наиболее удачна эквивалентная схема (6в), т.к. она объясняет электропроводимость биологической ткани и на низких и на высоких частотах переменного тока.

Импеданс биологических тканей и органов зависит от их физиологического состояния. При кровенаполнении сосудов импеданс изменяется в зависимости от состояния сердечно–сосудистой системы.

Диагностический метод, основанный на регистрации изменения импеданса биологических тканей в процессе сердечной деятельности, называют реографией.

С помощью этого метода получают реограммы головного мозга (реоэнцефалограмма), сердца (реокардиограмма), магистральных сосудов, легких, печени и конечностей.

Порядок выполнения работы

Упражнение № 1. Определение индуктивности катушки и зависимости ее индуктивного сопротивления от частоты переменного тока

1. Собрать схему установки, изображенной на рисунке 10, подключив к клеммам " L, C, ткань " катушку индуктивности.

 

 

Рисунок 10.