Теория электричества и кардиостимуляторы

Характеристики электрической цепи:
Включая цепь кардиостимулятора
Напряжение
Ток
Импеданс (сопротивление)

Напряжение
Напряжение является силой или “давлением”, которое заставляет электроны двигаться по цепи
В системе кардиостимуляции, напряжение:
Измеряется в вольтах (V)
Обозначается буквой “V”
Создается встроенной батареей кардиостимулятора
Часто называют амплитудой или амплитудой импульса

Ток
Поток электронов в замкнутой цепи
В системе кардиостимуляции, ток:
Измеряется в миллиамперах (мА)
Обозначается буквой “I”
Определяется по количеству электронов, которые двигаются по цепи

Импеданс
Сопротивление электрическому току
В системе кардиостимуляции импеданс :
Измеряется в Ом (Ω)
Обозначается буквой “R”
Сумма всех сопротивлений току

Напряжение, электроток и импеданс являются взаимозависимыми величинами
Взаимодействие этих трех компонентов можно увидеть в аналогии с течением воды через шланг:
Напряжение представляет силу, с которой. . .
Ток (вода) проводится по. . .
Шланг, каждый компонент которого формирует общий импеданс:
Насадка шланга представляет наконечник электрода
Труба представляет провод электрода

Напряжение, ток и импеданс
Резюме
Напряжение: Сила, движущая ток (V)
В кардиостимуляторах эту функцию выполняет батарея при помощи внутренних химических процессов
Ток: Физический объем потока электричества (I)
Данный поток электронов вызывает деполяризацию клеток миокарда (“сокращение”)
Импеданс: Сумма всех сопротивлений электрическому току (обозначаются как R или Ω, или иногда Z)
Импеданс характеризует сопротивление проводника (электрод), контактного окончания электрода и миокарда

Напряжение и электрический ток
Электрические аналогии
Кран (напряжение) полностью открыт, большое потребление воды (тока)
Кран (напряжение) закрыт, незначительное потребление воды (тока)
Давление воды в системе аналогично напряжению – обеспечивает силу для движения тока

Сопротивление и электрический ток
Электрические аналогии
Нормальное сопротивление – обусловлено сопротивлением шланга и наконечника
Поступает больше воды, но вся ли она доходит до насадки?
Высокое сопротивление – образование узла приводит к общему снижению тока
Низкое сопротивление – дефекты (утечки) шланга снижают сопротивление

Закон Ома
Описывает взаимоотношение между напряжением, током и сопротивлением
V = I × R
I = V / R
R = V / I
=
=
=
X

Закон Ома гласит:
Если импеданс остается постоянным, а напряжение снижается, то ток также снижается
Если напряжение постоянное, а импеданс снижается, то ток повышается
Что из этого следует?

Контроль знаний
Дано:
Напряжение = 5 V
Импеданс = 500 Ω
Вычисление тока (I):
I = V/R
I = 5 V ÷ 500 Ω = 0.010 А
Ток составляет 10 мА
Снижение напряжения до 2.5 V
Напряжение = 2.5 V
Импеданс = 500 Ω
Ток = ?
Увеличится/уменьшится ток или останется неизменным?
I = V/R
V = 2.5 V ÷ 500 Ω =
0.005 А или 5 мА
Ток снижен
Что произойдет с током, если напряжение снизится, но импеданс останется неизменным?

Контроль знаний
Дано:
Напряжение = 5 V
Импеданс = 500 Ω
Вычисление тока (I):
I = V/R
I = 5 V ÷ 500 Ω = 0.010 А
Ток составляет 10 мА
Снижение импеданса до 250 Ω
Напряжение = 5 V
Импеданс = 250 Ω
Ток = ?
Будет ли ток увеличен/снижен или останется неизмененным?
I = V/R
V = 5 V ÷ 250 Ω =
0.02 A или 20 мА
Ток увеличивается
Что произойдет с током, если импеданс снижен, а напряжение остается неизменным?

Другие термины
Катод: Отрицательно заряженный электрод
Например, наконечник электрода стимуляции
Анод: Положительно заряженный электрод
Примеры:
“Кольцо” на биполярном электроде
Корпус ЭКС в униполярной системе