Физические основы электрокардиографии

В современной медицинской практике для изучения электрической активности сердца используется метод электрокардиографии.

Экспериментальные данные показывают, что процесс распространения возбуждения по различным частям сердца сложен. Скорости распространения возбуждения варьируются в сердце по направлению и величине. В стенках предсердий возбуждение распространяется со скоростью 30 - 80 см/с, в атриовентрикулярном узле оно задерживается до 2 - 5 см/с, в пучке Гиса скорость максимальна - 100 - 140 см/с.

Рисунок 1.1 - Последовательность распространения волны возбуждения по отделам сердца. Стрелки указывают направления и времена прихода возбуждения в данный участок сердечной мышцы

В результате длины волн возбуждения:

, (1.1)

где R - период рефрактерности, в различных отделах системы проведения возбуждения также будут различаться: так в предсердиях , в атриовентрикулярном узле , в ножках пучка Гиса [1].

Полное описание электрического состояния сердца, математическое описание распределения мембранных потенциалов по всему объему сердца в каждой клетке и описание изменения этих потенциалов во времени невозможно. Поэтому, в соответствии с принципом эквивалентного генератора, сердце заменяют эквивалентным генератором тока, электрическое поле которого близко по свойствам электрическому полю, созданному сердцем.

Токовый генератор с электродвижущей силой не имеет большое внутреннее сопротивление , что созданный им ток не зависит от сопротивления нагрузки R (рис. 1.2):

. (1.2)

Рисунок 1.2 - Генератор тока

Для расчета потенциалов электрического поля, созданного генератором тока в однородной проводящей среде, генератор представляют в виде токового электрического диполя - системы из положительного и отрицательного полюса (истока и стока электрического тока), расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Важнейший параметр токового диполя - дипольный момент .

Вектор направлен от "-" к "+", от стока к истоку, то есть по направлению электрического тока во внутренней цепи генератора тока. Если в условиях опыта можно считать пренебрежимо малым , то диполь называется точечным.

Для расчета потенциалов электрического поля токового диполя сначала рассматривается поле униполя - отдельно рассматриваемого одного из полюсов диполя [1].

Потенциал электрического поля униполя (рис. 1.3) можно рассчитать на основе закона Ома в дифференциальной форме.

Рисунок 1.3 - К расчету потенциала электрического поля униполя: а - истока; б - стока

Плотность электрического тока j, то есть электрический ток через единицу площади: j = I / S, согласно закону Ома:

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Прочтите также:

Усилители звуковых частот
Усилительные устройства актуальны были всегда. И в нынешнем, современном мире они все также находят достойное место среди другой аппаратуры. Усилители широкополосные, импульсные, осцилло ...

Структурная схема выпрямителя
Для многих современных электронных устройств необходима энергия постоянного тока. Источниками постоянного тока могут служить гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы постоянного ...

Фильтр верхних частот Баттерворта
До недавнего времени результаты сопоставления цифровых и аналоговых устройств в радиоаппаратуре и технических средствах электросвязи не могли не вызывать чувства неудовлетворённости. Циф ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2021 www.techmatch.ru