Понятие об ЭКГ- отведениях

Отведения – соединение двух точек тела, имеющих разные потенциалы. Стандартные (Эйтховен)- двухполюсные отведения, снимают эл. активность сердца во фронтальной плоскости. Существуют три стандартных отведения: 1. Между ПР и ЛР 2. Между ПР и ЛН. 3. Между ЛР и ЛН. Оси отведений гипотичных линий проведены между полюсами. В ст. отведениях это стороны треугольника.

Усиленные (Гольдберг, 1942) – однополюсные отведения, т.е. имеется индеферентный электрод, потенциал которого близок к нулю и диферентный электрод. Индеферентный электрод присоединен к «-«полюсу гальванометра, а диферентный к +. Эти отведения снимают активность сердца во фронтальной плоскости. Существуют 3 усиленных отведения: активный на правой руке, неактивные соединения – на ЛР и ЛН. Оси усиленных отведений – для их получения соединяют эл.центр с ПР и ЛР с ЛН.

Грудные отведения (Вильсон.,1946) – однополюсные отведения – индеферентный электрод – объединенный электрод Вильсона образуется при соединении проводами через сопротивление трех конечностей ПР ЛР и ЛН. Его потенциал близок к 0. Его присоединяют к «-«полюсу гальванометра, а активный – электрод к +. Эти отведения снимают активность сердца в горизонтальной плоскости на уровне 4 и 5 межреберий.

V1- 4 межреберье справа;

V2- 4 межреберье слева;

V3 - половина расстояния между V2 и V1

V4 – 5 межреберье по средней ключичной линии

V5 – 5 межреберье по передней подмышечной линии

V6- 5 межреберье по средней подмышечной линии.

Требования к электродам.

Чтобы уменьшить переходное сопротивление между кожей и электродом изготавливают хлорсеребрянные электроды либо прессованием порошкообразных смесей серебра и хлорида серебра либо путем электролипидного хлорирования серебра. Присутствие хлора необходимо чтобы установить ионное равновесие, а серебро – хороший проводник.

Классификация электродов по применению.

1. Для однократного применения (кабинет функциональной диагностики)

2. Для диагностических наблюдений (спортивная медицина, палата реабилитации)

3. Для длительного непрерывного наблюдения (палата реанимации и интенсивной терапии)

4. Для экстренного применения (скорая помощь)

Классификация по органам и тканям: ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ – разные размеры.

№ 26

1. Понятие о мембранном транспорте, его биозначение, виды и особенности. Химический и электрохимический потенциалы.

Транспорт – перенос веществ через мембрану.

Виды: 1) пассивный – (DG<0)осуществляется в результате диффузии в сторону меньшего m и mDs 0 - процесс самопроизвольный:

а) обычная диффузия:

Для электролитов-уравление Нернста- Планка:

Для неэлектролитов: уравнение Фика:

б) транспорт с помощью переносчиков - за счет диффузии переносчика вместе с веществом за счет эстафетной передачи от одной молекулы переносчика к другой; Уравнение Михаэлиса-Ментэн:

в) по каналам.

2) Активный транспорт. Осуществляется при затрате химической энергии против m и m (DG>0), т.е. активный транспорт – это сопряженный процесс. В зависимости от вида сопряжения различают два вида активного транспорта: а) за счет гидролиза АТФ и окислительно-востановительных реакций (первичный активный транспорт) б) за счет энергии, выделямой при движении веществ по градиенту m и m (вторично активный транспорт)

3) Цитоз – уникальный способ поглощения клетки крупн.в-в и частиц и их выделение с помощью изменения структуры, формы и размеров мембраны. Явление переноса – это необратимые процессы, в результате которых в физической сстеме происходит пространственное перемещение массы, импульса, заряда, энергии и т.д.

m и m и их уравнение

Движущей силой диффузии служит разность m или m- данного вещества в 2-х областях между которыми происходит диффузия. Dm =m₀ + RT *lnC, где

m0 –стандартный химпотенциал, зависящий от природы растворителя;

Dm - движущая сила для незаряженных частиц, т.е. их движение будет зависить от разности C в двух областях.

m - вводится для ионов, движение которых зависит не только от C, но и от потенциала поля.

m=m₀ + RT * lnC + Z*Fj

m - мера работы, необходимой для переноса 1 моль ионов из раствора с данной С и данным потенциалом в бесконечно удаленную точку в вакууме. Она складывается из работы по преодолению хим.взаимодействия и работы эл. поля.

2. Высокочастотное поле вызывает ток проводимости, который сопровождается выделением тепла. УВЧ –метод лечения переменным эл.маг.полем с частотой 40,68МГц. Лечение за счет действия эл.составляющей переменного эл.маг.поля. Под действием эл.поля идут колебания ионов и вращение диполей. При этом нагреваются и электролиты и диэлектрики. Но Q выделяемое в диэлектрике значительно больше, чем в электролите.

При УВЧ снимают чувствительность болевых рецепторов, усиливается кровообращение, уменьшается воспалительный процесс. Терапевтический контур служит для защиты пациента от воздействия постоянного тока высокого напряжения и связан с контуром генератора индуктивно. Перед процедурой его настраивают в резонанс.

№ 28

2.Вторично активный мембранный транспорт аминокислот, сахаров натриево-кальциевый обмен, синпорт, антипорт.

Активн. транспорт характеризует DG > 0, требует сопряжения с притоком свобод. энергии. Для вторичного активного транспорта DG >0 и:

1. Требует сопряжения с притоком свободной энергии.

2. Для вторично – активного транспорта характерно сопряжение с пр-сом транспорта ионов по градиенту m

3. Должно выполняться условие /DG/ вн. – акт. < /DG /пас.

Котранспорт – согласованный перенос 2-х компонентов

Симпорт- перенос обоих компонентов в одном направлении

Антипорт – в противоположных направлениях.

Транспорт аминокислот: При вторично-активном транспорте аминокислот и сахаров Na молекула субстрата связыв. со специфич. транспорт. белком и проникают в клетку одновременно, т.е. это пример симпорта. Количество транспортирумого субстрата (аминокислот, сахаров) зависит от градиента m для Na⁺.

Особенности: 1). Стереоспецифический путь. Стереоизомеры аминокислот и сахаров транспортируются с различной скоростью.

2). Специфическое ингибирование подавляет транспорт сахаров, не затрагивая транспорт аминокислот.

3). Конкуренты ингибридные. Вещества класса ингибируют транспорт друг друга (тормозят)

4). Эффект насыщения. При увеличении субстрата транспорт увеличивается только до предельной величины, так как ограничена с перенос Этот вид транспорта играет большую роль в кишечнике. Na⁺, поступивший в клетку по градиенту m, затем удаляется к-зависимой АТФ-азот

Na- Ca –обмен

Пример антипорта. Это вторично-акт. р транспорта Са⁺ и пассивн. для Na⁺. Особую роль транспорт играет в мышцах и нервных волокнах. Количественные измерения показали, что при движении 2-х Na⁺ внутрь клетки, наружу транспортируется 1 ион Са²⁺. Вторично-акт.транспорт Са возможен при условии: |DG|_Ca <|DG|_Na

№ 29

1.Пульсовая волна. Уравнение гармоничной пульсовой волны, скорость пульсовой волны.

Пульсовые колебания давления. При каждом сокращении левого желудочка в аорту выбрасывается ударный V крови, т.к. в аорте находится кровь, то поступивший туда дополнительный V крови повышает в аорте давление и вызывает растяжение стенок. Это давление называется систолическим.=16кПа. Затем во время стенки аорты постепенно сокращаются до исходного положения и проталкивают V крови в крупные артерии, стенки которых тоже растягиваются, а затем, сокращаясь, проталкивают кровь дальше, т.е. во время систолы желудочка приток крови больше, чем отток, т.е. давление больше. Во время диастолы поступление крови прекращается, т.е. присутствует только отток, давление меньше. Такие колебания давления распространяются от аорты в крупные артерии и артериолы., постепенно затухая. Колебания давления особенно видны в крупных артериях, расположенных близко к сердцу. Мелкие артерии сглаживает разница между систолическим и диастолическим давлением. Среднее артериальное давление это среднее между систолическим и диастолическим давлением, которое было бы способно дать тот же гемодинамический факт при отсутствии колебаний давления. Оно выражает энергию непрерывного движения крови. По величине среднее артериальное давление ближе к диастолическому, т.к. продолжительность диастолы больше. Падение давления на различных участках сосудистой системы различно. Это зависит об общего просвета и числа сосудов в разветвлении. Наибольшее падение давления в артериолах, т.к. число артериол в сотни раз больше числа крупных артерий. При сравнительно небольшом увеличении общего просвета сосуда. Соответственно, потери давления от пристеночного трения велики. Общее число капилляров еще больше, но их длина мала, т.е. падение давления меньше. S сечения вен примерно в два раза больше S сечения артерий, т.е. падение давления незначительное (По следствию из теоремы Бернулли для горизонтальных труб). В кровеносных венах около сердца давление ниже атмосферного за счет всасывающего эффекта.

О скорости по графику.

Изменение V в различных отделах кровеносной системы можно проанализировать из условий о неразрывности струи SV= const. S_аорты< S_арт®V_аорты>V_арт (общая S поперечного сечения)

V- капил.тип необходима для обмена веществ. Пульсовая волна - распространяющаяся по аорте и артериям волна повышенного давления, вызванная выбросом крови из левого желудочка в период систолы. Артериальный пульс – ритмические колебания артериальных стенок, обуславливаемые систолическим повышением давления в артериях. Пульсовая волна возникает в аорте, распространяясь до артериол и капилляров, где гаснет. Она не является гармонической, но это процесс периодический, следственно можно представить в виде модели гармонической волны. Уравнение гармонической волны записывается по аналогии с уравнением плоской волны:

S= A*cos [ w (t – x/v)]

Т.к волна затухающая, то амплитуду можно представить в виде А= А₀ е^-bt (экспотенциально) b- коэффициент затухания.

P = P_0­*e^-c*x*cos (=[w (t- x/v)] – уравнение для гармонической пульсовой волны.

c- это коэффициент затухания (затухание в следствие сопротивления току из-за упругих свойств стенок сосудов)

P= P_{a­ +} P_0­*e^-c*x*cos [w (t- x/v)] (+атмосферное давление)

Р₀ – амплитуда давления в пульсовой волне, х – расстояние от источника колебания (сердца)

V пульсовой волны в крупных сосудах описывается уравнением Моенса –Кортевега:

V= Ö Eh /rd

Е – модуль упругости сосудов,

r- плотность вещества сосуда

d- диаметр сосуда

h- толщина стенки сосуда

№ 31

1. Датчики для съема медикобиологической информации.

Датчики – преобразователи медицинской биополезной информации в электрические сигналы, т.е. реагируют своим чувствительным элементом на изменение параметров измеряемой величины. Датчик характеризуется функцией зависимости выходного сигнала датчика от изменения параметров измеренной величины описанные в виде уравнения y = kx + b. Её можно зарисовать теоретически:

и эксперементально – градуировка прибора.

Требования к датчикам:1. Получение устойчивого сигнала 2.Тип. искажение сигнала. 3. Максимальная помехолишенность. 4. Удобство размещения в необх. для измерения действий. 5. Отсутствие побочного раздражающего действия на организм. 6. Возможность многократного использования.

Характеристики: 1. Чувствительность, показывающая в какой мере выходная величина реагирует на входную. 2. Динамический диапазон изменения величины без искажения 3. Время реакции- время изменения выходного сигнала до уровня равного значению входной величины. 4. Погрешность – максимальная разность между получившимися и данными значениями входного сигнала.

Виды погрешностей: 1. Неточное воспроизведение функционального преобразования 2. Изменение функционального преобразования из-за старения прибора. Датчик обратно воздействует на измеряемую величину, меняют характер протекающих процессов и изменяют их.

Классификация: 1. По принципу действия:.генераторный тип, параметрический и энергетический. 2. По изменению параметров какой-либо системы: для измерения параметров ССС и дыхательная.

Б. № 32.

2. Физиотерапия, эл. лечение.

Физиотерапия – область медицины, изучает действие на организм человека природы и искусственно создаваемых физических факторов и использующая эти факторы с лечебной и профилактической целью. Физические факторы можно разделить по виду энергии и характеру физического воздействия. Отсюда выделяют разделы физиотерапии: электролечение, светолечение, механолечение, водолечение, теплолечение, физиокофанио.

Электролечение – методы основанные на применении различных видов эл. тока. Виды эл.лечения: 1) гальванизация – ток пост. величины 2) амплипульстерапия – синусоидально моделируемые токи.

3) диадинамометрия – постоянно пульсирующие токи (30-100Гц) 4) интерференцю-я интерфирирующие токи (3-6 кГц); 5) электронаркоз – короткоимпульсные токи для воздействия на ЦНС; 6) электростимуляция – импульс.токи низкой частоты. 7) флуктуоризация – синусоид.беспорядочно меняющиеся по амплитудной частоте токи (100-200Гц) 8) лечение током надтональной частоты – синусоид. 120 кГц 9). Д.Арсонволизация синусоидный импульсный ток (110кГц) 10) Франкменизация – пост.эл.поле высокой Е. 11) Магнитотерапия – пост. магн. поле низкой частоты. 12) Индуктотерапия магн..поле высокой частоты. 13) УВЧ-терапия – эл.поле ультразвуковой частоты. 14)микроволновая терапия- элюмагнюполе сверх высокой частоты.

№ 34

1.Живые организмы, как открытые термодинамические системы. Положения Шредингера.

вание энтропии в качестве критерия самопроизвольности процессов живых организмов часто становится невозможным, т.к. живые организмы это открытые системы, т.е. необходимо учитывать изменения во внешней среде.

DS =DS_орг. + DS_{внешней среды}

Для этих целей удобнее использовать другие термодинамические функции, которые при определенных условиях могут служить критерием самопроизвольности процесса. Самая полезная свободная энергия Гиббса (G). К понятию свободн. Е пришли независимо друг от друга Гиббс с Гельмгольцем, но понятие G более привлекательное, т.е. дает практич. критерий самопроизвольности процесса. Если нам известно изменение свободной энергии при Т⁰ и Р=const, мы можем предсказать в каком направлении будут самопроизвольно протекать процессы. –G это работа соверш.системой при Т⁰ и Р=const. Эта функция обладает свойствами потенциала, т.е. будучи продефиренцирована по направлению дает силу возвращ. системы в соответ.равновесия.

В 1954 году Шредингер написал книгу «Что такое жизнь с точки зрения физики», которая оказала большое влияние на развитие биофизики. Он выделил несколько проблем:

1) термодинамические основы жизни. Существование противоречия между эволюцией изолированной системы к состоянию с максимальной энтропией (т.е. беспорядку) и биоэволюцией, идущей от простого к сложному (т.е. S уменьщ). Он говорил, что организм открытая термодинамическая система, которая обменна веществами и Е с окружающей средой, т.е. питается “-“ S. Неравновесное состояние поддерживает оттоком S с окружающей средой.

2) общие структурные особенности организмов. Он говорил, что организм это апериодический кристалл, т.е. высокопрочная система, но лишенная периодичности в расположении атомов и молекул.

3)состояние биоявлений законам квантовой механики. Обсуждая результат Тимофеева-Ресовского (исследовавших радиационный мутагенез) Шредингер пришел к выводу, что эти мутации носят дискрет.характер. Организм макрообъект, как к нему применить законы квантовой механики?

Чтобы ответить на вопрос – почему жизнь возможна в форме открытых систем, рассмотрим эволюцию 3-х систем.

1. Изолированная. В ней невозможна самоорганизация, невозможны фазовые переходы, и единственный путь – к максимальной энтропии.

2. Закрытые системы – сообщаются энергией с окружающей средой. Здесь возможны фазовые переходы. Она может переходить в статическое состояние DG®0 при достаточно маленьких Т⁰. Возникает статический кристаллический порядок.

3. Открытые: обменны и веществами и Е. Возможны 2 варианта:

А) состояние неравновесия, описываемое в рамках линейной термодинамики, т.е. неравновесная система не очень отклонена от положения равновесия. Введен функцию диссипации. … равновес.открыт.системы достигается за счет продукции энтропии системы и обмена энтропией с окружающей средой (deS), т.е. изменение энтропии системы: ds=diS+deS. Для открытой системы S зависит от времени, т.е. diS/dt = rs*dv; di ²S /dt*dv =s, где s -функция диссипации, т.е. скорость продукции S на единицу V.

По теореме Пригожина для систем, близких к равновесию, но не равновесных функция диссипации = min. Если система находится в статическом состоянии, то diS = количеству энтропии за счет обмена deS.

Б) состояние неравновесия сильно отклоненного от равновесия. Эта система тоже может находиться в статическом состоянии, но это динамическое статическое состояние, т.е. оно подвижно. Это переход скачком из одного статического состояния в другое, если система достигает критических условий. Основоположник учения об открытых системах – Бортандфи назвал его состоянием проточного равновесия. Порядок в нем достигается за счет флуктиации и колебаний. Её поведение будет нелинейным. Такие системы не описываются линейной термодинамикой. Они называются диссепативными. Чтобы находиться в стац. (стат. состоянии, динамическом и нелинейном) необходимо затрачивать Е и система продуцирует S в окружающую среду.

В биологическом существовании несколько типов явлений свидетельствуют о нелинейности процесса.

1) тримерные пороговые процессы переключения системы из одного режима в другой. Напрвленная генерация нервных импульсов сокращения мышцы.

2) процессы регуляции р-ции клеток.Основной принцип регуляции обратная связь, которая отсутствует в линейных процессах

3) периодические колебательные явления. Во всех уровнях организации (от макромолекул до популяций) происходит незатухание колебания характеристики параметров (ферментативной активности, метаболитов, численности популяции. Например на уровне популяции животных – модель Вольтера: лисы-зайцы.

Можно привести аргументы в пользу того, что система не только может, но и должна быть колебательной:1) в открытой системе колебательный режим вероятен; 2) на Земле происходит смена дня и ночи. Это накладывает отпечаток на параметры системы, следовательно, колебания зафиксированы генетически. У человека выявлен генетический режим (цирка…) –ритм.

№ 35

Т.к организм состоит из жидкостей, содержит ионы то под влияние эл.поля ионы движутся и скапливаются у мембраны образуя поляризационные поля. Первичное действие постоянного эл.тока заключается в передвижении ионов и изменении их в тканях. Гальванизация – метод физиотерапии, основан на использовании непрерывного постоянного тока с напряжением 60-80В. При гальванизации электроды смачивают водой, т.е. применяют гидрофильные прокладки. В тканях находится раствор NaCl при электролизе он вызывает прижигание. Гальванизацию обычно осуществляют с введением в организм лекарственных веществ.

Электрофорез- метод физиотерапии основан на использовании гальванизации для введения лекарственных веществ через кожу или слизистую оболочку.

При электрофорезе прокладки под электродами обычно смачивают растворами лекарственых веществ, которые необходимо ввести.

Аппарат для гальванизации:

Источником тока служит 2-х полупериодный выпрямитель, с потенциометром (I) на выходе, чтобы регулировать силу тока. Составной частью является также трансформатор (2): 1)для подачи необходимого напряжения для работы диодов; 2) для безопасности больного. Сглаживающий фильтр (3) состоит из 2-х последовательно включенных сопротивлений и 3-х параллельно включенных конденсаторов. Так как сопротивление конденсатора c_с = 1/w*С, то чем меньше w, тем больше сопротивление. Следовательно через конденсатор будет идти переменная составляющая, а через сопротивление – постоянная. И конденсатор сглаживает пульсацию переменного тока.

.№37.

Электропроводность тканей. Эквивалентная электросхема биологических тканей.

Биологические ткани являются разнородными образованиями с различ.эл.R. Все ткани и органы можно разделить на диэлектрики и проводники.

Диэлектрики – к ним относят органические вещества, белки, жиры, углеводы, из которых состоят плотные ткани. Например, роговой слой кожи, связки, сухожилия, костная ткань без надкостницы.

Проводники: жидкости, которые являются раствором электролитов. Например кровь, лимфа, тканевая жидкость, спиномозговая жидкость. Электропроводимость отдельных участков зависит от состояния и толщины кожи. Меньшее R имеет тонкая, нежная кожа или кожа с поврежденными участками. Большее R – огрубевшая и сухая кожа. Т.к. основными структурными элементами электрической схемы является R, конденсатор –С, катушка индуктивности, то необходимо определить обладают ли своствами этих элементов ткани и органы.

1) индуктивность – ткани и органы не обладают заметной индуктивностью

2) сопротивление – различным R обладают все ткани организма;

3) емкость – а) клетки – диэлектрик-мембрана –обкладка конденсатора – внутри и межклет.жидкость б) микроскоп.об-ия состоящие из соединительных тканных оболочек и перегородок и окруженные тканями, обильно снабжены жидкостями.

Вывод: т.е. ткани обладают только омическими и емкостными свойствами. При прохождении переменного тока следует учитывать импо… комплексное полное сопротивление среды.

Z=Ö [R² + 1/(wc)²], где w-частота

Z=R / (Ö 1+w²*c²*R²)

Z=Ö R²+ 1/(wc)²

2. Биофизические механизмы повреждения объектов под действием ионизирующего излучения.

Стадии первичного действия ионизирующих излучений на молекулы.

1.Физическая стадия (10^-15 до 10^-13с). Во время этой стадии происходит ионизация атомов и возбуждение молекул.

2.Физико-химическая (10^-13 до 10¹¹ с) Происходит перераспределение избыточной энергии возбужд.молекулами и облучение коротко живущих радикалов и ионов.

3.Химическая (10^-11 до 10^-6 с).

Во время стадии ионы и радикалы взаимодействуют друг с другом и окружающими молекулами. Формируют конечные продукты и происходит повреждение микромолекул. Рассмотрим механизм взаимодействия ионизирующего излучения и вещества.

1.Радио в результате действия ионизирующего излучения могут образовывать следующие радикалы и ионы: 1) Атеро радикал О₂ 2) Гидроксильный радикал 3) Ион 4) водорода Н 5) Н -гидротированный е 6) Н₃О⁺ гидропарованный протон. возможные реакции и образов. другие радикалы и ионы.

№38

1. Частота пульса (сердечные сокращения)

I.Пьезодатчик (генераторный) – основан на пьезоэлектрическом эффекте, таким эффектом обладает кварц. сигнетовая соль, … Ва. При механических деформациях на их поверхности возникает Dj, следовательно эл. ток. В зависимости от вида деформации существует 2 типа пьезодатчиков: 1) работающий на изгиб

2)на сжатие

Сигнал с пьезодатчика подобен сигналу с эл.цепи с конденсатора.

Разрядка конденсатора характеризуется времени разрядки или времени релаксации (t) т.е. для медленных процессов t может быть большой, т.е. R тоже большое. Для быстрых процессов t маленькое, R – маленькое, чтобы сигнал шел без искажения.

II. Фотоэлектрический (энергетического типа). На ткани подают инфракрасное излучение интенсивностью I₀ и послед. отраженный поток, его инте-ть. Он подается на фотодиод. В зависимости от I будет возникать различный ток в цепи, в которую включен фотодиод. Частота вых сигнала = частоте пульса, а частота отраженного света будет меняться в зависимости от кровенаполнения сосуда.