1.Як електричними елементами володіє тканину
2. Як з'єднані ці елементи.
3. Як будуть змінюватися властивості тканини при зміні частоти струму.
В основі схеми лежать три положення:
1.Внеклеточная середовище та вміст клітини є іонні провідники з активним опором середовища Rср і клітини Rк.
2.Клеточная мембрана є діелектрик, але не ідеальний, а з невеликою іонною провідністю, а, отже, і опором мембрани Rм.
3.Внеклеточная середовище та вміст клітини, розділені мембраною, є конденсаторами Див певної ємності (0,1 - 3,0 мкФ / см2).
Якщо в якості моделі живої тканини взяти рідку тканинну середу - кров, яка містить тільки еритроцити, то при складанні еквівалентної схеми потрібно враховувати шляху електричного струму.
1.В обхід клітини, через позаклітинне середовище.
Шлях в обхід клітини представлений тільки опором средиRср.
Шлях через клітку опором вмісту клітини Rк, а також опором і ємністю мембрани.Rм, Див.
Якщо замінити електричні характеристики відповідними позначками, то отримаємо еквівалентні схеми різного ступеня точності:
Схема Фрике (іонна провідність НЕ
Схема Швана (іонна провідність враховується у вигляді опору мембрани)
Позначення на схемі:
Rcp - активний опір клітинної середовища
Rk - Опір клітинного вмісту
Cm - ємність мембрани
Rm - опір мембрани.
Аналіз схеми показує, що при збільшенні частоти струму провідність клітинних мембран збільшується, а повний опір тканинної середовища зменшується, що відповідає практично проведених вимірів.
5. Жива тканина як провідник змінного електричного струму. Дисперсія електропровідності і її кількісна оцінка.
Експериментально встановлено такі особливості живої тканини як провідника змінного струму:
1. Опір живої тканини змінному струмі менше, ніж постійному.
2. Електричні характеристики тканини залежать як від її виду, так і від частоти струму.
3. Зі збільшенням частоти повний опір живої тканини нелінійно зменшується до певного значення, а потім залишається майже незмінним (в більшості на частотах понад 106 Гц)
4. На певній частоті повний опір залежить також від фізіологічного стану (кровонаповнення), що використовується на практиці. Дослідження периферичного кровообігу на основі вимірювання електричного опору називаються реографія (імпедансплетізмографія).
5. При вмирання живої тканини її опір зменшується і від частоти не залежить.
6. При проходженні змінного струму через живі тканини спостерігається явище, яке називається дисперсією електропровідності.
Графіки такої залежності називають дисперсійними кривими. Дисперсійні криві будують в прямокутній системі координат, де по вертикалі відкладають значення повного (Z) або питомої опору, а по горизонталі - частоту в логарифмічному масштабі (Lg n).
Частотні залежності за формою кривої для різних тканин подібний, але відрізняється значенням опору.
Є кілька діапазонів частот, на яких дисперсія особливо виражена. Один з них відповідає інтервалу 102 -106 Гц
1. Властива тільки живих тканин.
2. Більш виражена на частотах до 1 МГц.
3. На практиці використовується для оцінки фізіологічного стану і життєздатності тканин.
Кількісно оцінка дисперсії проводитися за коефіцієнтом дисперсії (К).
Коефіцієнт дисперсії це безрозмірна величина, що дорівнює відношенню низькочастотного (102) повного (або питомої) опору до високочастотного (106 Гц).
Z1 - повний опір на частоті 102 Гц
Z2 - повний опір на частоті 106 Гц
r1, r2 - питомий опір на цих частотах
Значення коефіцієнта дисперсії залежить від виду тканини, її фізіологічного стану, еволюційної стадії розвитку тварини. Наприклад, для печінки тваринного К = 9 -10 одиниць, а для печінки жаби 2 -3 одиниці. При вмирання тканини коефіцієнт дисперсії прагнути до одиниці.
Явище дисперсії пов'язують з наявністю в живих тканинах поляризації, яка зі збільшенням частоти менше впливає на повне опір. Тому коефіцієнт дисперсії часто називають коефіцієнтом поляризації.
Крім частотних залежностей в живих тканинах відзначаються фазові зрушення між струмом і напругою, які теж, але в меншій мірі, залежать від частоти.
Фазові зрушення теж зменшуються при вмирання тканин і, в перспективі, можуть бути використані для практичних цілей.