Упрощенная HTML-версия
Между токовым диполем и электрическим имеется большая аналогия, которая основывается на
общей аналогии электрического поля в проводящей среде и электростатического поля. Благодаря
этому можно получить выражения для величин, характеризующих электрическое поле токового
диполя, аналогичные тем, которые были получены для электрического диполя.
Аналогично электрическому моменту диполя можно ввести дипольный момент дипольного
электрического генератора:
p
=
I f ,
г г
где
l
- расстояние между точками истока и стока тока.
Потенциал поля дипольного электрического генератора выражается формулой аналогичной 16.10:
1
p z
c o s a
4 л у
r
2
где у - удельная электрическая проводимость среды.
Линии напряженности электрического поля токового диполя одинаковы с линиями напряженности
электростатического поля электрического диполя (см. рисунок 16.1, б).
Эквивалентный электрический генератор сердца
В живом организме существуют источники электрических полей (биопотенциалов), самым
элементарным из которых является клетка. Биопотенциалы имеют мембранно-ионную природу и
возникают вследствие различия концентраций положительных и отрицательных ионов по обе
стороны мембраны, окружающей клетку. При возбуждении изменяется проницаемость мембраны
для ионов, в связи с чем, происходит изменение их концентрации внутри и снаружи клетки и при
этом соответственно изменяется величина и знак этих потенциалов. Потенциалы отдельных клеток,
суммируясь (см. формулу 16.4), создают общую разность потенциалов ткани или органа, которая
может быть измерена (или зарегистрирована) между определенными точками этого органа или
ткани.
Поскольку биопотенциалы очень тонко отражают функциональное состояние органов и тканей в
норме и в патологии, регистрация их с последующим анализом является весьма важным приемом
при физиологических исследованиях и диагностике заболевания. Наибольшим распространением,
как известно, пользуется регистрация биопотенциалов сердца - электрокардиография.
Биопотенциалы сердца образуются в процессе возбуждения клеток его нервно-мышечного аппарата.
За цикл работы сердца возбуждение распространяется по различным отделам с определенной
последовательностью, поэтому значения результирующей разности потенциалов будут изменяться
как по величине, так и по расположению точек, между которыми они имеют наибольшее значение.
Из всех этих значений наибольшим является разность потенциалов между основанием и верхушкой
сердца в направлении так называемой электрической оси сердца. Это направление приближенно
можно считать совпадающим с анатомической осью сердца.
Таким образом, в электрическом отношении всё сердце условно можно представить как некоторый
эквивалентный электрический генератор,
представляющий собой совокупность электрических
источников (клетки), находящихся в объемном проводнике, имеющего форму человеческого тела.
Объемный проводник - это такая среда, в которой электрический ток проводится в трех
направлениях. Поскольку все жидкости тела содержат электролиты, то тело является объемным
проводником. При этом полагают, что объемный проводник безграничен и однороден и имеет
удельную электрическую проводимость у.
Термин «эквивалентный» означает, что распределение потенциалов на поверхности тела и их
изменение во времени, порождаемое органом, должны быть близки таковым, порождаемым
гипотетическим генератором.
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, т.к. в процессе распространения возбуждения по
сердцу наибольшая разность потенциалов возникает между основанием и верхушкой сердца, то в
первом приближении (при условии ограниченности (конечности) окружающей среды) их можно
принять за полюса диполя сердца. Тогда в соответствии с принципом эквивалентного генератора,
102