По сути векторкардиография (ВКГ) – это та же ЭКГ, но спроецированная не на изоэлектрическую линию, а на плоскость. Она имеет три основные петли, которые по своему значению аналогичны таким же зубцам обычной кардиограммы:
Р возникает при сокращении предсердий;
QRS отражает желудочковую деполяризацию (прохождение волны возбуждения) в период систолы;
Т показывает восстановление миокарда в фазу диастолы.
Для получения полного представления о работе такого объемного органа, как сердце, нужны три плоскости, которые не параллельны друг другу. Для лучшей визуализации предсердные петли могут усиливать. В ходе расшифровки ВКГ находят максимальную длину и ширину петли, изучают форму и углы отклонения.
Зачем нужен метод
Векторкардиография имеет ограниченное практическое применение. Чаще всего всех изменений, обнаруженных при обычной ЭКГ, бывает достаточно для постановки диагноза. ВКГ используют в специализированных отделениях или при научных исследованиях таких патологий:
выявление утолщения миокарда на ранних стадиях;
определение степени гипертрофии желудочка при имеющейся блокаде пучка Гиса (особенно правой ножки, которая затрудняет диагностику);
комбинированное увеличение обоих желудочков;
обнаружение деформированных или нетипичных желудочковых комплексов на ЭКГ;
инфаркт задней стенки;
сомнительные результаты ЭКГ при наличии клинических проявлений;
изучение состояния кровообращения в малом (легочном) круге.
Как работает аппарат
Для записи данных ВКГ используются лучевые трубки, на экране которых появляется изображение, созданное тонким лучом (потоком электронов). Отклонение этого луча происходит при взаимодействии с электромагнитным полем. Оно создается пластинами и катушками прибора.
Полученное графическое отображение перемещения электрической оси сердца в трехмерной системе координат может быть сфотографировано приставной камерой. В самых последних моделях предусмотрена синхронизация рисунка на экране с открыванием затвора объектива. Петли можно увеличить и увидеть по отдельности.
Что можно увидеть на векторкардиограмме
Если спроецировать ВКН на линию, то получится типичная кривая ЭКГ со всеми интервалами и зубцами. Анализ петель Р, QRS и Т проводят по каждой плоскости отдельно. Для этого определяют такие показатели:
соотношение длины и ширины QRS-комплекса;
величину и время отклонения по всем четырем направлениям плоскости – переднее, заднее, правое, левое;
векторы QRS и T – по величине и направлению максимального значения, угол расхождения;
площади петель;
направленность вращения;
скорость движения вектора.
ВКГ при заболеваниях
Если в миокарде есть нарушения, то на векторкардиограмме они проявляются в виде характерных изменений.
Гипертрофия желудочков
Петля QRS перемещается влево и к задней поверхности, наибольший вектор и площадь петли превышают норму, отсутствует замыкание. Т направлена в противоположный сектор, угол между ней и QRS увеличен. Такая картина характеризует утолщение миокарда левого желудочка. А если гипертрофирован правый, то желудочковая петля смещена вправо, не замкнута, Т широкая.
Инфаркт
Зона некроза не обладает электрической активностью, поэтому результирующий вектор отклоняется и смещается в сторону, которая противоположна месту инфаркта. Изменения петли QRS проявляются в том, что она:
деформируется,
перекручивается,
появляются дополнительные петельки,
меняет локализацию и трассу,
не замыкается.
Блокада ножек Гиса
При нарушениях прохождения импульса петли деформируются, не заканчиваются в нулевой точке, становятся более узкими, перекрещиваются. Такие изменения характерны большей частью для поражения левой ножки, а при блокаде правой на конечной части появляется дополнительный полюс неопределенной формы.
Изменения в предсердиях
У здоровых людей форма петли Р напоминает ромб. При гипертрофии предсердий она увеличивается в размерах и становится треугольной. При изолированном утолщении сердечной мышцы одного из предсердий Р отклоняется вправо или влево.
gure>
Легочная гипертензия
При митральном стенозе и развитии легочного сердца вектор QRS перемещается вверх и вперед, увеличивается размер петли Р, она расширяется и движется вправо. При повышении давления в системе легочной артерии удлиняется вектор правого предсердия.
Метод ВКГ удобен для наблюдения за больными с легочной гипертензией, так как при помощи анализа направления электрической оси можно быстро и точно определить реакцию пациентов на физическую нагрузку или фармакологические препараты.
Нормальные пределы для QRS И T соответственно возрасту
ВКГ у детей
Полученное изображение петель у новорожденного отличается от взрослой векторкардиограммы. Это связано с тем, что при рождении имеется небольшое смещение электрического вектора вправо за счет преобладания массы правого желудочка над левым. В период внутриутробного развития именно на него ложится основная нагрузка.
Как только ребенок начинает дышать, сопротивление легочных сосудов падает, а в периферических – нарастает. Поэтому роли желудочков изменяются, и уже левый работает с большей силой.
Доминирование правого желудочка на ВКГ остается и у детей младшего возраста, только к 3 — 4 годам изображение имеет признаки преобладания активности левых отделов сердца – средний вектор QRS перемещается назад и в левую строну, а Т движется вперед.
Векторкардиография – это получение изображения работы сердца на плоскости. Она имеет вид петель Р, QRS и Т, которые соответствуют систоле предсердий, желудочков и диастоле. Для анализа проводится измерение площади петли, направления вектора, величины отклонений. Имеются также характерные признаки гипертрофии миокарда отдельных частей сердца, блокады проведения импульсов и инфаркта сердечной мышцы и легочной гипертензии.
Применение ВКГ показано в сложных диагностических случаях, если ЭКГ недостаточно. У маленьких детей есть возрастные физиологические особенности, которые учитывают при обследовании.
Источник: CardioBook.ru
Что означает понятие «векторкардиография»
По сути векторкардиография (ВКГ) – это та же ЭКГ, но спроецированная не на изоэлектрическую линию, а на плоскость. Она имеет три основные петли, которые по своему значению аналогичны таким же зубцам обычной кардиограммы:
Р возникает при сокращении предсердий;
QRS отражает желудочковую деполяризацию (прохождение волны возбуждения) в период систолы;
Т показывает восстановление миокарда в фазу диастолы.
Для получения полного представления о работе такого объемного органа, как сердце, нужны три плоскости, которые не параллельны друг другу. Для лучшей визуализации предсердные петли могут усиливать. В ходе расшифровки ВКГ находят максимальную длину и ширину петли, изучают форму и углы отклонения.
Зачем нужен метод
Векторкардиография имеет ограниченное практическое применение. Чаще всего всех изменений, обнаруженных при обычной ЭКГ, бывает достаточно для постановки диагноза. ВКГ используют в специализированных отделениях или при научных исследованиях таких патологий:
выявление утолщения миокарда на ранних стадиях;
определение степени гипертрофии желудочка при имеющейся блокаде пучка Гиса (особенно правой ножки, которая затрудняет диагностику);
комбинированное увеличение обоих желудочков;
обнаружение деформированных или нетипичных желудочковых комплексов на ЭКГ;
инфаркт задней стенки;
сомнительные результаты ЭКГ при наличии клинических проявлений;
изучение состояния кровообращения в малом (легочном) круге.
Как работает аппарат
Для записи данных ВКГ используются лучевые трубки, на экране которых появляется изображение, созданное тонким лучом (потоком электронов). Отклонение этого луча происходит при взаимодействии с электромагнитным полем. Оно создается пластинами и катушками прибора.
Полученное графическое отображение перемещения электрической оси сердца в трехмерной системе координат может быть сфотографировано приставной камерой. В самых последних моделях предусмотрена синхронизация рисунка на экране с открыванием затвора объектива. Петли можно увеличить и увидеть по отдельности.
Что можно увидеть на векторкардиограмме
Если спроецировать ВКН на линию, то получится типичная кривая ЭКГ со всеми интервалами и зубцами. Анализ петель Р, QRS и Т проводят по каждой плоскости отдельно. Для этого определяют такие показатели:
соотношение длины и ширины QRS-комплекса;
величину и время отклонения по всем четырем направлениям плоскости – переднее, заднее, правое, левое;
векторы QRS и T – по величине и направлению максимального значения, угол расхождения;
площади петель;
направленность вращения;
скорость движения вектора.
ВКГ при заболеваниях
Если в миокарде есть нарушения, то на векторкардиограмме они проявляются в виде характерных изменений.
Гипертрофия желудочков
Петля QRS перемещается влево и к задней поверхности, наибольший вектор и площадь петли превышают норму, отсутствует замыкание. Т направлена в противоположный сектор, угол между ней и QRS увеличен. Такая картина характеризует утолщение миокарда левого желудочка. А если гипертрофирован правый, то желудочковая петля смещена вправо, не замкнута, Т широкая.
Инфаркт
Зона некроза не обладает электрической активностью, поэтому результирующий вектор отклоняется и смещается в сторону, которая противоположна месту инфаркта. Изменения петли QRS проявляются в том, что она:
деформируется,
перекручивается,
появляются дополнительные петельки,
меняет локализацию и трассу,
не замыкается.
Блокада ножек Гиса
При нарушениях прохождения импульса петли деформируются, не заканчиваются в нулевой точке, становятся более узкими, перекрещиваются. Такие изменения характерны большей частью для поражения левой ножки, а при блокаде правой на конечной части появляется дополнительный полюс неопределенной формы.
Изменения в предсердиях
У здоровых людей форма петли Р напоминает ромб. При гипертрофии предсердий она увеличивается в размерах и становится треугольной. При изолированном утолщении сердечной мышцы одного из предсердий Р отклоняется вправо или влево.
Изменения петли Р ВКГ
Легочная гипертензия
При митральном стенозе и развитии легочного сердца вектор QRS перемещается вверх и вперед, увеличивается размер петли Р, она расширяется и движется вправо. При повышении давления в системе легочной артерии удлиняется вектор правого предсердия.
Метод ВКГ удобен для наблюдения за больными с легочной гипертензией, так как при помощи анализа направления электрической оси можно быстро и точно определить реакцию пациентов на физическую нагрузку или фармакологические препараты.
Нормальные пределы для QRS И T соответственно возрасту
ВКГ у детей
Полученное изображение петель у новорожденного отличается от взрослой векторкардиограммы. Это связано с тем, что при рождении имеется небольшое смещение электрического вектора вправо за счет преобладания массы правого желудочка над левым. В период внутриутробного развития именно на него ложится основная нагрузка.
Как только ребенок начинает дышать, сопротивление легочных сосудов падает, а в периферических – нарастает. Поэтому роли желудочков изменяются, и уже левый работает с большей силой.
Доминирование правого желудочка на ВКГ остается и у детей младшего возраста, только к 3 — 4 годам изображение имеет признаки преобладания активности левых отделов сердца – средний вектор QRS перемещается назад и в левую строну, а Т движется вперед.
Векторкардиография – это получение изображения работы сердца на плоскости. Она имеет вид петель Р, QRS и Т, которые соответствуют систоле предсердий, желудочков и диастоле. Для анализа проводится измерение площади петли, направления вектора, величины отклонений. Имеются также характерные признаки гипертрофии миокарда отдельных частей сердца, блокады проведения импульсов и инфаркта сердечной мышцы и легочной гипертензии.
Применение ВКГ показано в сложных диагностических случаях, если ЭКГ недостаточно. У маленьких детей есть возрастные физиологические особенности, которые учитывают при обследовании.
Источник: CardioBook.ru
ЭКГ отражает суммарные электрические токи, возникающие в многочисленных волокнах миокарда по время возбуждения. Так как в процессе побуждения суммарная электродвижущая сила сердца изменяет величину и направление, она является векторной величиной. Вектор сердца схематически изображается стрелкой, указывающей направление электродвижущей силы, длина стрелки соответствует величине этой силы.
Электрокардиографический вектор ориентирован в строну положительного полюса суммарного диполя – сердечной мышцы. Если возбуждение распространяется по направлению к положительному электроду, то на ЭКГ регистрируется положительный (направленный вверх) зубец, если возбуждение направлено от положительного электрода, то регистрируется отрицательный зубец.
Суммарный вектор электродвижущей силы сердца образуется путем суммирования его составных частей по правилу сложения векторов. Если направление суммарного вектора соответствует (параллельно) оси какого-либо отведения ЭКГ, то в данном отведении амплитуда отклонения (зубцов) кривой будет наибольшей. Если результирующий вектор расположен перпендикулярно оси отведения, то вольтаж зубцов будет минимальным.
Вектор сердца движется в грудной клетке в трехмерном пространстве: во фронтальной, горизонтальной и сагиттальной плоскостях. Изменения вектора в указанных плоскостях находят наибольшее отражение при записи ЭКГ в ортогональных отведениях.
По отведениям от конечностей можно проанализировать проекцию вектора сердца на фронтальную плоскость, а по грудным отведениям – на горизонтальную плоскость. Наибольшее практическое значение имеет направление вектора во фронтальной плоскости. Для этого необходимо проанализировать положение вектора сердца по отношению к осям отведений от конечностей в шестиосевой системе координат, когда оси отведений от конечностей проходят через центр треугольника Эйнтговена.
Отведения от конечностей не могут отразить положение вектора сердца в горизонтальной плоскости. Отклонения вектора в этой плоскости регистрируются в грудных отведениях.
Как указывалось выше, импульс возбуждения, зарождаясь в синусовом узле, распространяется на правое, а затем па левое предсердия. Предсердный вектор во фронтальной плоскости в норме ориентирован вниз и влево. Его направление совпадает с осью второго отведения, поэтому зубец Р в этом отведении имеет обычно наибольшую амплитуду.
Наиболее низким зубец Р будет в том отведении, ось которого перпендикулярна оси II отведения, т.е. в aVL. Зубец Р в отведении aVR отрицательный, так как оси отведений II и aVR имеют противоположную полярность. Предсердный вектор направлен почти перпендикулярно горизонтальной плоскости, поэтому амплитуда зубцов Р в грудных отведениях ниже, чем в отведениях от конечностей.
«Практическая электрокардиография», В.Л.Дощицин
Источник: www.medkursor.ru
Метод отведений Эйнтховена
Эйнтховен предложил при проведении электрокардиографии измерять разность потенциалов между каждыми двумя вершинами равностороннего треугольника, построенного симметрично относительно тела человека, а центр теугольника совпадает с точкой интегрального электрического вектора сердца. Вершины этого треугольника лежат на левом предплечье (ЛР), правом предплечье (ПР) и левой ноге (ЛН). На каждые две точки накладываются по электроду, и между ними измеряется разность потенциалов. Каждые две точки наложения электродов называются стандартными отведениями.
Отведения:
I – ЛР-ПР;
II – ЛН-ПР;
III- ЛН-ЛР.
Разности потенциалов между каждыми двумя точками пропорциональны проекциям дипольного момента на линию, соединяющую соответствующие точки:
Точку приложения вектора можно считать постоянной (точка, совпадающая с нервным узлом межпредсердной перегородки), а конец вектора за цикл работы описывает сложную пространственную кривую. С помощью осциллографа, используя его усилители, можно наблюдать проекции этой пространственной кривой на фронтальную, горизонтальную и сагиттальную плоскости, совмещенные с телом обследуемого.
В плоскости при этом наблюдаются петли , образованные сложением взаимноперпендикулярных колебаний мгновенных значений ЭКГ в двух каких-либо отведениях (фигуры Лиссажу)
Этот метод называется вектор-электрокардтографией, а полученная кривая вектор- электрокардиограммой (ВЭКГ). Вектор-электрокардиограмма — кривая, показывающая геометрическое место точек, соответствующих положению конца вектора за время одного цикла.
Блок-схема осциллографа.
Электрокардиограмма регистрируется на приборе, называемом электрокардиографом. Он содержит следующие основные блоки:
Электромагнитные колебания создаются в закрытом колебательном контуре, который представляет собой электрическую цепь, содержащую катушку индуктивности и конденсатор.
Мы начнем с изучения свободных (собственных) колебаний, т.е. колебаний, которые совершаются без внешнего воздействия за счет первоначально накопленной энергии.
Рассмотрим идеальный колебательный контур, т.е. контур, в котором активное сопротивление (сопротивление проводов катушки) равно нулю.
Если переведем ключ в положение 1 , то конденсатор зарядится от источника тока так, что на его пластинах накопится максимальный заряд (на одной пластине +, на другой -). Перебросим ключ в положение 2 и? будем считать, что с этого момента времени рассматриваем процессы, происходящие в контуре.
1. мгновенное значение тока .
Будем рассматривать процесс в течение времени , равном одному периоду колебаний заряда на конденсаторе.
2. От до Конденсатор начинает разряжаться, заряд будет уменьшаться, стремясь к нулю. Напряжение на обкладках конденсатора также будет уменьшаться. В контуре появится электрический ток , который будет возрастать в этот промежуток времени. Проходя по катушке, возрастающий ток образует вокруг нее магнитное поле, которое будет возбуждать в катушке эдс самоиндукции. Эдс самоиндукции замедляет нарастание тока. Величина эдс определяется, как .
В момент времени параметры контура: (конденсатор разрядился),
3. В промежуток времени от до ток начинает убывать, в катушке возникает эдс индукции, замедляющая убывание тока. Под действием индукционного тока конденсатор перезаряжается – на пластинах появляется заряд противоположного знака. В момент времени параметры контура:
В промежутки времени от до и от до
процесс повторяется в обратном направлении.
Таким образом, в колебательном контуре возникают электромагтиные колебания – колебания заряда, тока, напряжения и эдс индукции.
Рассмотрим теперь эти процессы строго, чтобы выяснить законы, по которым изменяются перечисленные величины.
Незатухающие электромагнитные колебания.
Такие колебания происходят в идеальном колебательном контуре, в котором и не происходит потерь первоначально накопленной энергии на нагревание проводов. Эти колебания являются свободными.
Согласно закону сохранения энергии для этой цепи следует записать
. Следовательно,
, перенесем влево .
Т.к. , то и уравнение запишется как
. Разделим обе части уравнения на , получим
дифференциальное уравнение 2-го порядка для незатухающих электрических колебаний. Его решением является функция
или .
График этой функции:
ННапряжение на конденсаторе рассчитаем по формуле т.е. напряжение совпадает по фазе с зарядом.
Ток в контуре
Эдс индукции . Находится в противофазе с зарядом и с напряжением на конденсаторе.
Период колебаний незатухающих колебаний определяется по формуле Томпсона: .
Затухающие колебания
Рассмотрим свободные колебания в реальном колебательном контуре. В нём , следовательно, провода катушки будут нагреваться, энергия, первоначально накопленная энергия будет теряться. Такие колебания называются затухающими.
Согласно 2-ому правилу Кирхгофа сумма напряжений на элементах замкнутого контура равна сумме эдс, заключенных в этом контуре (следует из закона сохранения энергии): . Следовательно, для данного контура запишем:
.
Т.к. то это уравнение запишется как
или
.
Разделим на и, отметив, что , получим
.
Введя обозначения: где — коэффициент затухания, получим
ДУ 2-го порядка для затухающих колебаний. Его решением является функция
или
.
амплитуда затухающего колебания, убывает с течением времени по экспоненте. Само же колебание остаётся гармоническим. График затухающего колебания
Напряжение на обкладках конденсатора изменяется по такому же закону, как и заряд,
.
Сила тока в контуре
ток в контуре отстает от напряжения по фазе на .
Быстрота затухания колебаний характеризуется логарифмически декрементом затухания
.
На практике удобнее использовать величину, называемую добротностью .
,
т.е. быстрота затухания определяется параметрами контура.
Вынужденные колебания.
Чтобы колебания в контуре были не затухающими, к нему необходимо подать внешнюю эдс, которая должна быть периодической (изменяться по синусу или косинусу) и должна иметь частоту колебаний , отличную от частоты собственных колебаний:
. Источник внешней эдс можно включать как параллельно, так и последовательно.
Тогда 2-ое правило Кирхгофа для такого контура
запишется в виде
или
Производя замену , деля на и введя обозначения получим
ДУ 2-го порядка для вынужденных колебаний. Решением этого уравнения является функция
или
.
Анализируя это решение, находим, что колебания происходят с частотой внешней (вынуждающей) эдс. Начальная фаза колеба-
ний меняется на новую фазу , Само же колебание остается гармоническим. И еще одна особенность: амплитуда вынужденных колебаний зависит от параметров источника внешней эдс
.
При малых затуханиях, т.е. при
.
Если , то происходит резкое возрастание амплитуды заряда на пластинах конденсатора и напряжения. Это явление называется резонансом.
В практической медицине, например в аппарате для УВЧ — терапии вынужденные в контуре, содержащем основную нагрузку, поддерживаются с помощью эдс, возбуждаемой со стороны контура, составляющего часть генератора колебаний.
Эти два контура связаны индуктивной связью, а контур основной нагрузки имеет переменную ёмкость для настройки контуров в резонанс. Частота обычно задана, а подбирается с помощью конденсатора так, чтобы настроить эти контуры в резонанс. Поэтому в контуре возникают колебания, резонансная кривая которых показана на рисунке
Ёмкость плоского конденсатора определяется по формуле , где — диэлектрическая проницаемость диэлектрика, — электрическая постоянная, — площадь пластин, — расстояние между пластинами.
Конденсаторы включаются между собой последовательно
Общая емкость рассчитывается по формуле
или параллельно:
Общая ёмкость:
Апериодический разряд конденсатора
Если конденсатор подключить к генератору постоянного
тока, электроны от отрицательного полюса генератора переходят на соединенную с ним пластину конденсатора, которая заряжается отрицательно. С другой пластины электроны переходят к положительному полюсу генератора, и она заряжается положительно. В диэлектрике между пластинами возникает электрическое поле. Этот процесс называется зарядкой конденсатора. Во внешней цепи появляется кратковременный импульс тока – ток зарядки конденсатора.
Если заряженный конденсатор отключить от источника напряжения и замкнуть его на сопротивление , то разность потенциалов на его пластинах вызовет движение электронов во внешней цепи в направлении обратном первоначальному. В цепи образуется кратковременный импульс тока – ток разрядки конденсатора.
Чтобы выяснить форму и длительность импульсов тока при зарядке и разрядке конденсатора, рассмотрим простейший процесс – разрядки конденсатора.
Мгновенные значения тока разрядки по закону Ома
.
Т.к. , то
.
При .
В этих формулах: — мгновенные значения заряда и напряжения.
По определению
.
Знак “-“ означает, что ток возникает за счет убыли заряда. Очевидно, что можно записать
дифференциальное уравнение
с разделяющимися переменными. Откуда
.
Интегрируя при условии, что при при заряд равен , получаем
сила тока при . Поэтому
.
Аналогично изменяется и напряжение на обкладках конденсатора.
Графики тока разрядки и напряжения.
Экспоненциальная зависимость и форма импульса тока делает неопределенной его длительность. При физиологических исследованиях и в практической медицине на объект оказывает влияние только начальная часть импульса с относительно высокими значениями тока. За длительность импульса условно принимается время , такое, что ток уменьшается за это время до . Время называется постоянной времени разрядки конденсатора.
Ток зарядки имеет такую же форму, но течет в противоположном направлении.
Таким образом, импульсы – это кратковременные изменения силы тока и напряжения.
Импульсный ток – это повторяющиеся во времени импульсы. Они могут быть самой различной формы:
Характеристики импульсных токов.
1. Длительность импульса.
У реальных импульсов время начала, вершины и конца импульса размыты, поэтому экспериментальное определение этих величин может внести существенную ошибку. Для уменьшения возможной погрешности условились выделять моменты времени, при которых напряжение имеют значения — начало и конец импульса и , где — амплитуда, т.е. наибольшее значение напряжения.
Таким образом, за длительность импульса принимается время, при котором напряжение (или сила тока) не меньше .
2. Крутизна фронта характеризует скорость нарастания напряжения или силы тока
.
3. Период Т характеризует период повторения импульсов – это среднее время между началами двух соседних импульсов.
4. Частота повторения импульсов
5. Скважность следования импульсов
6. Коэффициент заполнения
Генераторы импульсных токов.
1. Генератор на неоновой лампе
Неоновая лампа зажигается при строго определенном напряжении , а гаснет при меньшем напряжении .
При включении генератора конденсатор заряжается до напряжения (на графике напряжений т.А). Газ в лампе ионизируется, лампа зажигается, и конденсатор разряжается через неё до напряжения (т.В). Конденсатор опять подзаряжается, и процесс повторяется.
Т.к. , то скорость нарастания напряжения можно изменять, меняя и , можно так подобрать эти параметры, что напряжение будет пилообразным:
2. Блокинг-генератор
В начальный момент положительное напряжение на базе транзистора создается за счет базового тока от источника питания через резистор . В последующий момент через транзистор проходит импульс коллекторного тока, который поддерживается эдс индукции в трансформаторе. При этом конденсатор заряжается. Пока конденсатор заряжается, на базе создается отрицательный потенциал, и ток через транзистор не идет (транзистор заперт). Наступает пауза, в течение которой конденсатор разряжается через резистор и источник тока. В результате разряда конденсатора база транзистора снова получает положительный потенциал через от источника тока, и процесс повторяется.
3. Мультивибратор
Мультивибратор содержит два конденсатора, два транзистора, два конденсатора и по паре сопротивлений и .
Конденсаторы служат для генерации импульсов (заряжаются от источника постоянного тока и сопротивления , а разряжаются через сопротивления ). Транзисторы играют роль “включателей”. Симметричное их расположение в схеме обеспечивает поочередную зарядку конденсаторов: если открыт транзистор , то заряжается конденсатор , если открыт транзистор , то заряжается конденсатор . Выходное напряжение
имеет прямоугольную форму.
Изменение формы импульса.
После мультивибратора получаются импульсы прямоугольной формы. Но для лечения различных заболеваний используют импульсы различной формы. Чтобы изменить форму импульса, на выходе мультивибратора собирают дифференцирующую или интегрирующую цепь:
1. Дифференцирующая цепь
Её применяют в том случае, если .
На вход цепочки подается входное напряжение прямоугольной формы.
Очевидно,
.
Выходное напряжение включено параллельно резистору . Поэтому
.
Форму выходного напряжения можно получить при графическом вычитании.
На рис. а) показан импульс входного напряжения. При вклю-чении цепочки конденсатор заряжается в течение времени . В течение времени напряжение на конденсаторе остается постоянным. Затем импульс прекращается, конденсатор разряжается (рис. б). Вычитая значения функции, представленной на рис.б из значений функции, представленной на рис.а, получаем вид функции выходного напряжения (рис. в). Т.о. на выходе из цепочки получаются два кратковременных остроконечных импульса противоположного знака.
Рассмотренная цепочка называется дифференцирующей по-
тому, что выходное напряжение пропорционально производной от входного напряжения .
2. Интегрирующая цепь.
Применяется в том случае, если .
Выходное напряжение включено параллельно конденсатору . Поэтому
. Если на вход цепи подан прямоугольный импульс (рис. а), то напряжением на выходе является напряжение на пластинах конденсатора, которое при зарядке имеет экспоненциально нарастающую и при зарядке экспоненциально спадающую форму (рис.б). Конденсатор не успевает зарядиться до , т.к. на резисторе происходит падение напряжения, во-первых, и, во-вторых, . Такие импульсы применяются при электростимуляции. При достаточно большой постоянной времени нарастание выходного импульса происходит по начальной части экспоненты (пунктирная линия), которая приближается к прямой линии — касательной к кривой в начальной точке. Этот случай называется идеальным интегрированием.
Рассмотренная цепочка называется интегрирующей потому, что выходное напряжение пропорционально интегралу .
Действие импульсного тока на ткани организма
В основе действия электрического тока на ткани организма лежит движение электрически заряженных частиц, преимущественно ионов тканевых электролитов, в результате чего изменяется обычный состав ионов по обе стороны мембраны, в связи, с чем в клетке происходит ряд биофизических и физиологических процессов, вызывающих её возбуждение.
Постоянный ток почти не оказывает раздражающего действия на ткани организма. Раздражение вызывается при изменении силы тока и зависит от скорости, с которой это изменение происходит. Это положение известно как закон Дюбуа-Реймона. Сила тока в растворе электролита зависит как от числа движущихся ионов, так и от скорости их перемещения. Скорость изменения силы тока соответствует ускорению движения ионов. Поэтому можно считать, что раздражающее действие импульсного тока обусловлено ускорением при перемещении ионов тканевых электролитов.
Очевидно, что раздражающее действие зависит от крутизны импульсов. Применяются одиночные импульсы, посылки (серии), определенного числа импульсов, а также импульсы, повторяющиеся ритмически с определенной частотой.
Формы импульсных токов
Применение
ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ
— электросон — электрокардиостимуляция
ТРЕУГОЛЬНЫЕ
— возбуждение мышц, электрогимнастика
ТЕТАНИЗИРУЮЩИЕ
— электростимуляция здоровых мышц
ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЕ
— электростимуляция
ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЕ
Электростимуляция пораженных мышц
ДИАДИНАМИЧЕСКИЕ
Электротерапия
При физиологических исследованиях емкостные свойства тканей приводят к тому, что на емкости происходит падение напряжения (рис.б). Следовательно, напряжение на ткани станет по форме таким, как показано на рис.в) (график получен сложением и ). Следовательно, по ткани будет идти ток по форме аналогичный напряжению . Раздражающее действие прямоугольных импульсов в значительной мере зависит от их длительности , обусловливающей наибольшее смещение ионов за время действия импульса. Эта зависимость описывается уравнением Вейса-Лапика
где — пороговая сила тока (амплитуда импульса), и — коэффициенты, зависящие от природы возбуждаемой ткани и её функционального состояния. Зависимость от показана на рисунке:
При достаточно длительных импульсах (правая ветвь кривой) раздражающее действие становится независимым от длительности ( ). Значение порогового тока при этом называют реобазой . Точка кривой, ордината которой равна удвоенной реобазе, определяет длительность импульса и называется хронаксией. Хронаксия и реобаза характеризуют возбудимость органа и могут служить показателями их функционального состояния или диагностического признака их поражения.
соотношение длины и ширины QRS-комплекса;
соотношение длины и ширины QRS-комплекса;
