Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях

Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях

Зависимость импеданса ткани от частоты переменного тока определяется физиологическим состоянием и морфологическими особенностями ткани, что позволяет использовать измерения их электропроводности в био и мед исследовательских работах.

Способы измерения электропроводности тканей осуществляются при довольно низких напряжениях (наименее 50 мВ) и малых токах, которые не заносят конфигураций в физико-химические процессы в тканях и Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях не повреждают их.

При действии наружных повреждающих причин (завышенная температура, мощнейший ультразвук, ионизирующие излучения и др.), также при отмирании ткани происходит повышение проницаемости мембран, их частичное либо полное разрушение, что приводит к уменьшению роли емкостного сопротивления ткани и зависимость ее импеданса от частоты становится слабенькой. Для "мертвой Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях ткани" она фактически исчезает.

Для иллюстрации на рис. 8 представлена частотная зависимость импеданса для 3-х образцов одной и той же ткани: 1 – эталон не подвергался никаким наружным воздействиям; 2 – ткань предана краткосрочному нагреванию, приводящему к частичному разрушению клеточных мембран; 3 – эталон ткани, подвергнутой долговременному кипячению, вызывающему полное разрушение мембран ("мертвая ткань).

Видно, что сопротивление мертвой ткани Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях фактически не находится в зависимости от частоты.

По частотной зависимости импеданса можно оценивать жизнестойкость тканей организма. Это значительно, а именно, для оценки свойства трансплантата при пересадке тканей и органов. Жизнестойкость ткани количественно принято охарактеризовывать коэффициентом К, именуемым коэффициентом поляризации (нередко коэффициентом жизнестойкости ткани), представляющим из себя отношение импеданса Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях ткани ZН, измеренного на низкой частоте (обычно 103 Гц), к ее импедансу на высочайшей частоте ZB (106 Гц):

Для живой ткани этот коэффициент существенно больше единицы (К>>1) и находится в зависимости от возможности ткани к обмену веществ. Так, величина К для печени млекопитающих больше, чем для мускул такого же организма, и составляет порядка 9-10.

В Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях физиологии и медицине методом измерения зависимости импеданса от времени при фиксированной частоте определяется кровенаполнение органов и тканей, которое находится в зависимости от работы сердечно-сосудистой системы – при систоле количество крови возрастает, сопротивление органа миниатюризируется, при диастоле – напротив. Этот способ именуется реографией (импедансной плетизмографией).

Из предшествующего анализа разумеется Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях, что сопротивление живой ткани переменному току большой частоты фактически определяется только активным сопротивлением кровенаполняемой ткани. Потому в реографии используют переменный ток с частотой 40-150·кГц. Полное сопротивление тканей имеет постоянную часть (базисный импеданс) Z и переменную составляющую ΔZ, связанную с пульсовыми колебаниями кровенаполнения и составляющую обычно 0,05-1% от базисного импеданса. Отток и приток Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях крови в исследуемом участке ткани вызывает изменение объема ΔV кровенаполняемых структур и соответственно изменение активной составляющей импеданса на величину ΔZ.

Конфигурации переменной величины ΔZ представляются графически в виде кривой (реограммы) при помощи устройств - реографов. Для сохранения физиологического смысла реограммы её записывают так, чтоб она соответствовала изменению кровенаполнения. При всем Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях этом размах (амплитуда) пульсовых колебаний электронного сопротивления охарактеризовывает объем кровенаполнения тканей (чем больше амплитуда, тем кровенаполнение ткани больше и напротив). Таким макаром, реограмма (РГ) представляет собой график зависимости конфигурации объема кровенаполнения органов с течением времени ΔV(t) (Рис. 9).

Рис. 9 Соотношение фаз электрокардиограммы и реограммы

В практике врача Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях-стоматолога реографию используют для диагностики и оценки эффективности исцеления главных стоматологических болезней парадонта, пульпы зуба и слизистой оболочки полости рта. Так пульсовое приращение крови в пульпе зуба уменьшает его электронное сопротивление на 10-50 Ом (зависимо от размеров пульпы в одно - и многокорневых зубах). Схема наложения электродов при реодентографии (РДГ) приведена Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях на рисунке 10.

Рис. 10. Схема наложения электродов в реодентографии: 1-собственно электроды; 2-проводники; 3-зуб; 4-пластмассовая обойма; 5-пружинный фиксатор.

Диагностику состояния пульпы производят методом сопоставления РДГ исследуемого зуба и симметричного интактного, а при отсутствии такого – примыкающего интактного. Совпадение по конфигурации и амплитуде 2-ух сравниваемых РДГ диагностируется как отсутствие конфигураций в исследуемой пульпе. Так, к примеру Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях, при исходном и среднем кариесе функциональное состояние сосудов пульпы исследуемого зуба не меняется, т.е. такое же, как и в другом интактном зубе. Как следует, если в зубе имеется кариозная полость и по РДГ состояние пульпы этого зуба не изменено, можно ставить диагноз средний кариес. При глубочайшем кариесе функциональное Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях состояние сосудов пульпы меняется – увеличивается тонус сосудов (вазоинстрикция), что уменьшает просвет в сосудах и понижает пульсовой объем кровенаполнения пульпы. Как следствие – амплитуда пульсовых колебаний в исследуемом зубе миниатюризируется приблизительно в 2 раза по сопоставлению с интактным зубом (Рис. 11).

Рис. 11

Таким макаром, при наличии кариозной полости по РДГ можно Импедансные методы в биологических и медицинских исследованиях, не приступая к ее препарированию, найти глубину кариозного процесса в зубе. Контролем удачного исцеления глубочайшего кариеса и острого пульпита служит повышение амплитуды РДГ.


in-timasheva-96515-respublika-krim-sakskij-r-n-sveselovkaulurozhajnaya-93-8-glava.html
in-welchen-werken-gibt-es-folgende-helden.html
inalichiegenotipicheskojkomponentivraznievozrastnieperiodi.html