Типы токов, получаемых на КРЭ

Для адекватного описания сложных электрических процессов в целых органах (сердце, мозге, крупных мышцах) применяют эквивалентные генераторы более сложной структуры, чем один токовый диполь. Их можно подразделить на две категории — дискретные и непрерывно распределенные. Дискретные эквивалентные генераторы обычно представляют собой совокупность точечных диполей, расположенных в определенных точках изучаемого органа таким образом, чгобы каждый диполь характеризовал электрическую активность соответствующего участка. К да скретным эквивалентным генераторам можно отнести также мультипольный генератор, который, однако, отличается тем, что его параметры (особенно компоненты высших порядков) не имеют прямой связи с конкретной структурой биоэлектрического процесса. Непрерывно распределенные эквивалентные генераторы — это сторонние токи, распределенные по объему, поверхности или линии. Формулировка таких эквивалентных генераторов направлена на возможно более точное описание реального биоэлектрического процесса с учетом его распределенной в пространстве структуры. Если рассматриваются поверхностные или линейные генераторы, то в зависимости от ориентации вектора стороннего тока по отношению, к поверхности или линии, на которой он распределен, получаются распределенные генераторы с разными свойствами (токовый двойной слой, поверхностный ток, нитевидный генератор и др.). Довольно подробные сведения о дискретных и непрерывно распределенных эквивалентных генераторах, используемых при исследовании сердца и мозга, содержатся, например, в [18, 20, 43]. Различные варианты генераторов распределенного типа, предназначенных главным образом для анализа биомагнитного поля, рассмотрены в [73, с. 278, с. 456 99, 101]. Заметим, что непрерьшно распределенный генератор описывается не обязательно детерминированными характеристиками. Это может быть непрерывное распределение дипольных источников со случайными дипольными моментами, описываемое статистическими характеристиками [20, 99]. [c.264]

Для целей совместного анализа электрического и магнитного полей одного и того же генератора удобно рассмотреть такие идеализированные точечные генераторы, которые аналогичны по строению мультиполям, однако порождают не только мультипольные электрические поля, но и магнитные поля характерной формы, однозначно определяемые параметрами мультиполей. В отличие от описанных выше мультиполей, которые мы иногда называем мультипольными источниками, мультиполи последнего типа будем называть токовыми мультипольными генераторами или просто токовыми мультиполями. Выше было уже сформулировано понятие токового диполя, электртческий потенциал и магнитная индукция которого выражаются соответственно уравнениями (3.131) и (3.132). Используя мультипольные обозначения, получим из зтих уравнений следующие выражения для электрического потенциала и компонент магнитной индукции токового диполя, расположенного в начале координат и ориентированного по оси г, в однородном неограниченном проводнике с удельной электрической проводимостью а [c.209]

К гальваническим элементам третьего типа относятся топливные элементы 15, 61, в которых активные вещества подаются непрерывно по мере выработки при токовой нагрузке. Проведение реакции горения топлива (2.37) как электрохимической реакции (например, окисление углерода на отрицательном электроде и одновременное восстановление кислорода на положительном электроде) — давняя мечта электрохимиков. Такой элемент пытались, например, сконструировать немецкие химики Оствальд и Габер (оба нобелевские лауреаты, получившие, правда, премию не за создание топливного элемента). Непосредственное окисление углерода в элементе возможно при повышенных температурах, особенно в расплавленных электролитах, однако такие элементы нестабильны и непригодны для длительной экс- [c.126]

Существует и другое, присущее самому процессу распространения спайка в аксоне нарушение симметрии потенциала действия, а значит, и тока, и поля. Оно происходит в момент, когда.спайк начинает движение от тела клетки или подходит к концу аксона, т.е. к месту синаптического окончания [233]. Тогда, хотя и на очень короткое время, около 1 мс, действует лишь один из двух токовых диполей. Конец волокна просто обрезает один из них [126]. В этот момент магнитное поле нервного импульса имеет дипольную структуру типа показанной на рис. 21. Представляет интерес оценить, каково магнитное поле, создаваемое токовым диполем в этой фазе потенциала действия. Конечные станции аксонов белого вещества мозга лежат с одной стороны в центральных отделах мозга, с другой — в коре мозга ). Характерные диаметры аксонов, входящих в кору мозга человека, имеют разброс 0,5 — 4 мкм [218]. Подставив в формулу (5.1) Кпд = 0,12 В, = 1 Ом-м [229] и г =0,8 мкм, получим Рпд = 2,5.10" А-м. [c.130]

Широкое применение для определения органических форм ртути получило в настоящее время сочетание хроматографических методов и АЭС с различными типами плазмы высокоэффективная жидкостная хроматография — АЭС-ИСП [419], капиллярная газовая хроматография и газовая хроматография — АЭС с гелиевой микроволновой плазмой [291, 364], капиллярная газовая хроматография — АЭС с переменно-токовой гелиевой плазмой [299]. [c.109]

Хотя рассмотренный эквивалентный генератор типа двойного слоя весьма точно описывает как электрическое, так и магнитное внеклеточное поле, он неудобен тем, что в выражение для его мощности (3275) непосредственно входят внутриклеточный и внеклеточный потенциалы. На пути дальнейшего упрощения модели можно получить более удобные выражения, содержащие не внутриклеточный и внеклеточный потенциалы, а их разность — трансмембранный потенциал. Для этого нужно либо допустить равенство внутренней и наружной удельных электрических проводимостей (а,- = а ), либо предположить, что изменения наружного потенциала во времени и в пространстве существенно меньше изменений внутреннего, так что наружный потенциал можно принять за общий уровень отсчета потенциала и полояотть равным нулю (последнее условие характерно для экспериментальных измерений на отдельных клетках и волокнах возбудимой ткани). В обоих случаях мощность эквивалентного токового двойного слоя мембраны выражается как =-а,Г/, Тогда уравнения (3.273) и (3.274) соответствующим образом упрощаются [c.235]

Насколько в реальных измерениях можно основьшаться на вышеуказанных свойствах магнитного поля в симметричном проводнике, зависит от конкретных условий исследования, а именно от типа биологического объекта, взаимного расположения генератора и измерительного устройства и т.п. Очевидно, для такой сложной структуры, как тело в целом, условия симметрии нарушены очень сильно. Влияние реальной среды на магнитное поле исследовали на математических моделях, достаточно подробно описьшающих грудную клетку человека с учетом ее реапьной внешней формы и основных внутренних неоднородностей (внутриполостной крови сердца и ткани легких), причем использовался модельный биоэлектрический генератор сердца довольно сложной структуры в виде совокупности токовых диполей или токовых двойных слоев, воспроизводящих реальный процесс электрического возбуждения сердца [94, 123, 125 159, с. 301, 324]. Эти исследования, выполненные численными методами, подтверждают, что структура проводника оказывает существенное влияние на внешнее магнитное поле (как и на поверхностное электрическое поле). Конкретные количественные различия между значениями магнитной индукции, полученными для симметричной структуры проводника (например, в форме сферы или полупространства) и реальной моделируемой структуры, зависят от многих факторов (конкретной модели генератора, положения точки наблюдения и т.п.), причем средние оценки этих различий лежат приблизительно в пределах 20-60% максимальных значений магнитной индукции. Для электрического поля были получены результаты, близкие к указанным. В экспериментах с электрически изолированным сердцем собаки было показано, что при измерениях на расстоянии до 10 см от сердца можно пренебречь влиянием магнитного поля вторичных токов в объеме тела [136]. [c.259]

Эпилептическому фокусу часто соответствует то или иное органическое нарушение ткани мозга - шрам, опухоль. Последняя может сопровождаться отложением солей кальция, благодаря чему она, во-первых, легко обнаруживается методом компьютерной томографии, а во-вторых, представляет собой неоднородность электропроводности в районе источника электрических и магнитных полей. Кроме того, нарушается однородность слоя коры и возникают тангенциальные токовые диполи в месте, где в нормальном случае они отсутствуют, например, на внешней поверхности полушарий. Строение источника полей может сильно отличаться от обычного. Вокруг опухоли не исключено упорядочение апикальных (возможно, и любых других) дендритов в спиральную структуру таким образом, что они следуют друг за другом, как струйки в вихревой воронке. При слабой электропроводности опухоли, находящейся внутри этой воронки , получится как раз источник магнитного поля, компонента которого, перпендикулярная поверхности головы, велика только в очень небольшой области-над опухолью, как это наблюдалось вМЭГ-исследованиях фокальной эпилепсии. Электрическое поле источника такого типа, измеренное на поверхности скальпа, напротив, очень мало. [c.146]