Электромагнитные счетчики скорости крови

Для измерения скорости крови в различных сосудах системы кровообращения, было разработано множество различных методов, один, из которых, основан на использовании электромагнитного счетчика. Принцип действия этого прибора основан на законах движения заряженных частиц в магнитном поле. В крови имеется значительное количество электрических зарядов в виде ионов. В плазме крови содержится ~145 ммоль/л ионов Na ⁺ и около 125ммоль/л ионов Cl ^- (концентрации других ионов значительно меньше, поэтому ими пренебрегаем).

Предположим, что некоторое количество однозарядных ионов движется внутри артерии со скоростью .

Рисунок 7.9

Если артерию поместить между полюсами магнита, то ионы будут двигаться в магнитном поле (см. рис.7.9). Под влиянием силы Лоренца положительно и отрицательно заряженные ионы будут двигаться к противоположным стенкам артерии. Эта поляризация артериальных ионов создает электростатическое поле эквивалентное однородному полю конденсатора. Разность потенциалов на артерии U, диаметр которой равен d, связана напряженностью электростатического поля следующим образом, . Электростатическое поле действует на ионы с силами равными . При условии равновесия электрические и магнитные силы равны и противоположно направлены . Следовательно, , отсюда следует, что . Таким образом, скорость крови, текущей по артерии пропорциональна напряжению, возникающему поперек артерии. Его можно измерить, присоединив электроды к противоположным стенкам артерии.