Воздействие переменными (импульсными) токами

Действие переменного тока на организм существенно зависит от его частоты. При низких, звуковых и ультразвуковых частотах (см. 18.9) переменный ток, как и постоянный, вызывает раздражающее действие на биологические ткани. Это обусловлено смещением ионов растворов электролитов, их разделением, изменением их концентрации в разных частях клетки и межклеточного пространства.

Раздражение тканей зависит и от формы импульсного тока, длительности импульса и его амплитуды. Так, например, увеличение крутизны фронта импульса уменьшает пороговую силу тока, который вызывает сокращение мышц. Это свидетельствует о том, что мышцы приспосабливаются к изменению силы тока, наступают ионные компенсационные процессы. Крутизна прямоугольного импульса очень большая (теоретически - бесконечная), поэтому для таких импульсов пороговая сила тока меньше, чем для других. Существует определенная связь между пороговой I_max амплитудой и длительностью прямоугольного импульса, который вызывает раздражение (рис. 19.2). Каждой точке кривой и точкам, лежащим выше кривой, соответствуют импульсы, которые вызывают сокращение мышц. Точки, расположенные ниже кривой, отображают импульсы, не вызывающие раздражения. Кривая на рисунке называется характеристикой возбуждения. Она специфична для разных мышц.

Так как специфическое физиологическое действие электрического тока зависит от формы импульсов, то в медицине для стимуляции центральной нервной системы (электросон, электронаркоз), нервно-мышечной системы, сердечно-сосудистой системы (кардиостимуляторы, дефибрилляторы) и т.д. используют токи с различной временной зависимостью.

Ток с импульсами прямоугольной формы с длительностью импульсов т_и = 0,1-1 мс и диапазоном частот 5-15 0 Гц используют для лечения электросном, токи с т_и = 0,8-3 мс и диапа-

зоном частот 1-1,2 Гц применяют во вживляемых (имплантируемых) кардиостимуляторах. Ток с импульсами треугольной формы (рис. 19.3, а; т_и = 1-1,5 мс, частота 100 Гц), а также ток экспоненциальной формы, импульсы которого медленно нарастают и

сравнительно быстро спадают (рис. 19.3, б; т_и = 3-60 мс, частоты 8-80 Гц) применяют

для возбуждения мышц, в частности при электрогимнастике. Для разных видов электролечения используют диадинамические токи, предложенные Бернаром. На рис. 19.3, впоказана форма одного из видов такого импульсного тока, частота следования импульсов около 100 Гц.

Действие переменного (гармонического) тока на организм при низких, звуковых и ультразвуковых частотах оценивается следующими пороговыми значениями: порогом ощутимого тока и порогом неотпуска-ющего тока.

Порогом ощутимого тока называют наименьшую силу тока, раздражающее действие которого ощущает человек. Эта величина зависит от места и площади контакта тела с подведенным напряжением, частоты тока, индивидуальных особенностей человека (пол, возраст, специфика организма). Для однородных групп испытуемых порог ощутимого тока подчиняется закону нормального распределения со средним значением около 1 мА на частоте 50 Гц у мужчин для участка предплечье-кисть, на рис 19.4 (кривая 1) показана зависимость среднего значения порога ощутимого тока для этой группы испытуемых от частоты тока.

Если увеличивать силу тока от порога ощутимого его значения, то можно вызвать такое сгибание сустава, при котором человек не сможет самостоятельно разжать руку и освободиться от проводника - источника напряжения. Минимальную силу этого тока называют порогом неот-пускающего тока. Токи меньшей силы являются отпускающими. Порог неотпускающего тока - важный параметр, его превышение может быть губительным для человека. Значения порога неотпускающего тока также подчиняются закону нормального распределения. На рис. 19.4 (кривая 2) графически представлена зависимость среднего по группе испытуемых мужчин значения порога неотпускающего тока от частоты.