Interakcie elektrických a magnetických polí

                                            so živým organizmom



Elektrické javy: -sú výsledkom elektromagnetických síl medzi ^+ nabitými protónmi a ^–

^                                          nabitými elektrónmi v atómoch.

-v kovových vodičoch (I. rádu) vznikajú pohybom voľných elektrónov.

-roztokoch solí – v elektrolytoch ( vodiče II.rádu ) závisia od pohybu ^– nabitých aniónov, ktoré
sú odpudzované ^- nabitou KATÓDOU a priťahované ^+ nabitou ANÓDOU.

-         smer šírenia el. prúdu bol medzinárodne dohodnutý od ANÓDY^+

                            ku KATÓDE^ - .


Rozlišujeme: Elektrické  napätie U ( V), elektr. prúd I ( A), elektr. odpor R ( Ω ).

Medzi nimi platí: OHMOV  ZÁKON    I=U/R,       U = I x R,           R= U/I

El. prúd tečie len cez uzavretý elektrický okruh, ktorý je zložený zo zdroja, z vodiča a
spotrebiča.

Telo = priestorový vodič, el.prúd tečie  tkanivami v závislosti od ich odporu.

Najvyšší odpor kladie toku elektrónov KOSTNÉ a TUKOVÉ tkanivo (R = 40 – 50 Ω/m).

Najnižší odpor kladie toku prúdu KRV, LIQUOR CSP., LYMFA ( R= 0.8 Ω/m ).

Odpor závisí od množstva vody v tkanive.

Suchá koža má R= 1000 Ω/m , ale mokrá koža vykazuje nízky odpor R= 50 Ω /m.

Rozlišujeme: DC ( jednosmerný) prúd – zdrojom prechádzaj sú batérie, akumulátory ( tvrdé zdroje)

                      AC ( striedavý ) prúd – s typickým sinusoidálnym tvarom

V zásuvke máme AC prúd, 220 V, 50 Hz

V USA  využivajú AC prúd 110 V, 60 Hz.

Bunkové membrány sa chovajú ako elektrické obvody s ODPOROM a KONDENZÁTOROM . Cez bunkové membrány
prechádzajú ľahšie AC prúdy s vyššími frekvenciami , naopak DC prúdy prechádzajú tažšie , resp.
neprechádzajú vôbec.( viď praktické cvičenia)

Odpor tkaniva pri prechode DC prúdu sa nazýva REZISTENCIA, pri prechode AC prúudu sa nazýva
IMPEDANCIA.


Tak DC ako aj AC prúdy majú 3 hlavné účinky na živý organizmus:


I. STIMULAČNÝ EFEKT  najlepšie vyznačený  u AC prúdu s f=50-100 Hz, ale aj u DC prúdu.  Maximálny
bezpečný AC prúd je do 5 mA, pre DC prúd je do 25 mA.

V medicíne sa využíva stimulačný účinok DC prúdu ako diagnostický test na zisťovanie CHRONAXIE. (
je to najkratší čas, za ktorý podnet o 2x intenzite Reobázy spôsobí AP)

Tak pre SVALY je Chronaxia 1,0 ms, zatiaľ čo pre NERVY je 0, 1 ms. Z toho vyplýva, že vzrušivosť
nervového tkaniva je 10x väčšia než tkaniva svalového.

V medicíne používame 3 typy stimulačných prúdov. 1. Pravouhlý DC prúd  použiva sa na stimuláciu
tkanív

                                                                                          2.
Faradický prúd  zvlášť vhodný na vyvolanie sumácie, superpozície a tetanu u PPS.

                                                                                          3.
Sinusoidálne tvarovaný AC prúd- ma analgetický a spazmolytický účinok.

(obrázky rôznych typov stimulačných prudov .vid Elektroliečebné metódy v medicíne)



II. ELEKTROLYTICKÝ  EFEKT  je typickou vlastnosťou DC prúdu, ktorý prechádza roztokom elektrolytu.

Napr. V roztoku NaCl dochádza ku disociácii NaCl ---- Na^+  + Cl^- →ANODA^+ ——↓↓


↓                                          DC

                                                                                             KATÓDA
^-  ——————  ↑↑


Vplyvom DC prúdu zavedeného do roztoku smerujú Na katióny ku záporne nabitej KATODE a Cl anióny ku
kladne nabitej ANODE .




III. TEPELNÝ EFEKT najviac sa prejavuje u prúdu AC, hlavne pri f nad 100 KHz, čo sa vyžíva liečebne
na prehrievanie tkanív pri DIATERMII




Elektroterapeutické a elektrodiagnostické metódy v medicíne




Využitie AC prúdu  - pri  elektrokonvulzívnej terapii napr. v psychiatrii u pacientov trpiacich na
oligofréniu a iné duševné ochorenia (dnes sa nahradzuje  silnými liečivami) Dochádza ku
depolarizácii neurónov  so silnými tetanickými svalovými kontrakciami (treba podať myorelaxanciá a
analgetiká, inak hrozí ruptúra svalov, šliach a fraktúry kostí ). Následne dochádza k útlmu CNS.
Dosiahne sa “preladenie” mozgu.

-         pri defibrilácií ( Kardioverzii ) využíva sa výboj kondenzátorového prúdu o  napätí 5kV,
pri  aplikácii na hrudník  dvami ektródami v trvaní  cca  5  ms. ( Obyčajne sa zvyšuje napätie
výboja  a predlžuje trvanie aplikácie ( 3 x) , pri podaní Adrenalínu a daľších liekov). Je to život
zachraňujúci úkon.

     POZOR! Pri oboch metódach NESMIE byť pacient ani lôžko  na ktorom leží

     UZEMNENE.  V opačnom prúde  hrozí MORS IN TABULAM.




Využitie DC prúdu – tzv. pacemaking pri terapii  tzv. sick sinus syndrom, kedy výboje zo
sinoatriálneho uzla v PP  srdca sú nepravidelné, alebo chýbajú. Pacient má výraznú bradykardiu ,
trpí zavratmi keďže  srdce nedokáže zvýšiť  frekvenciu ani systolický vývrh a mozog je nedostatočne
zásobovaný krvou ( ischémia ) a kyslíkom ( hypoxia ).

Preto sa chirurgicky zavedie cez v.jugularis do PP elektróda a fixuje ku okolitému tkanivu,  pod
RTG kontrolou. Vlastný stimulátor aj so zdrojom nízko napäťového  DC prúdu je implantovaný pod kožu
v oblasti kľúčnej kosti. Pacemaker može  trvale stimulovať srdce, alebo len vtedy ked SA uzol
nevytvorí prepotenciál. Taký typ pacemakera sa nazýva ON DEMAND ( na požiadanie ). Batéria DC
zdroja vydrží asi 5 rokov. Metóda významne prispieva ku liečbe ochorení prevodového systému srdca a
predlžuje aktívnu činnosť ľudí , čím zlepšuje  kvalitu ich života.





Využitie elektrolytického účinku DC prúdu


- IONTOFORÉZA , je liečebná metóda, ktorá využíva pohyb iónov v elektrickom poli, tak že súhlasne
nabité ióny sa odpudzujú. Toto sa využíva napr, v biochémii na oddeľovanie proteínov, ale aj
v medicíne, pri liečení zápalových ochorení oka, kĺbov a pod. Lekár vpravuje lieky do tela
pôsobením elektrického poľa. Tak napr. niektoré lieky rozpustené vo vode vytvárajú kladne nabité
KATIÓNY ( lokálne anestetiká, soli kovov) . Iné lieky v roztoku vystupujú ako  záporne nabité
ANIÓNY. Potom ak použijeme ANÓDOVÝ^+ DC PRÚD,  kladne nabité KATIÓNY sa vpravujú do tela. Ak sa
použije KATÓDOVÝ^- DC PRÚD, záporne nabité ANIÓNY sa vpravujú do tela.


-GALVANOTERAPIA  je liečebná metóda s výrazným analgetickým účinkom( znižuje pocit bolesti ),
používaná ako dopklnková liečba rôznych nervových a svalových chorôb. Aplikácia  ANÓDOVÉHO DC
prúdu  na kožu spôsobí pokles hodnoty pH pod 7,36  v tkanive a znižuje pocit bolesti

Aplikácia KATÓDOVÉHO DC prúdu  zvyšuje hodnotu lokálneho  pH nad 7,4 a zvyšuje pocit bolesti (
využitie pri liečbe porúch kožnej citlivosti a pri ochrnutí svalov )


Účinky magnetických polí na organizmus


Magnetické polia:  TRVALÉ (STABILNÉ) -pôsobia konštantne na organizmus (trvalé magnety, magnetické
pole Zeme)

                                            NESTABILNÉ – vznikajú v okolí vodičov elektrického
prúdu.


Biologické účinky: 1. Magnetické polia s nízkou frekvenciou , zvyšujú dráždivosťCNS, znižujú
prietok krvi cez cievy s väčším priemerom, môžu mať určitý pozitívny vplyv pri  liečbe hypertenzie.

                                      2. Magnetické polia s vysokou frekvenciou-  vykazujú hlavne
tepelné účinky, čo sa využíva v DIATERMII, využitie pri liečbe zápalových ochorení.


Magnetické polia ( nízko- aj vysokofrekvenčné) sa využívajú v diagnostickej metóde : Nukleárna
magnetická rezonancia, ako doposiaľ najefektívnejšej zobrazovacej metóde v medicíne.

 Silné magnetické polia  vedú ku spazmu ciev, poruchám CNS, až ku exitu.

Hlavnou jednotkou sily magnetického poľa je TESLA (T).


Ochrana pacienta pred úrazom elektrickým prúdom


I. Pri defibrilácii a elektrokonvulzívnej liečbe – PACIENT SA NESMIE  UZEMNIŤ.

II. Pri snímaní EKG, EEG, ENG, EMG, ERG- prístroje musia byť vybavené tzv. oddeľovacími
transformátormi, kde je oddelený primárny  el. obvod prístroja  od sekundárneho obvodu spojeného
s pacientom.

III. Vedieť rozlíšiť tzv. fázu a  nulový vodič ( je farby zelenej, žltozelenej a zapojený spravidla
v  ľavej zdierke)


Len elektrický prúd ktorý preteká cez telo smerom do zeme, je schopný zabiť. Pritom závisí od
NAPATIA ZDROJA , ako aj od telového ODPORU príslušných tkanív.