Что такое высокая электропроводность кожи

Обновлено: 28.03.2024

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ — количественная характеристика способности живых объектов (тканей) проводить электрический ток. Электропроводность обратно пропорциональна величине электрического сопротивления системы.

Измерение электропроводимости биологических систем используют для получения информации о функциональном состоянии биол, тканей, для выявления воспалительных процессов, изменения проницаемости клеточных мембран и стенок сосудов при патологии или действии на организм физических, химических и других факторов (см. Проницаемость). Измерение электропроводимости биологических систем лежит в основе многих методов оценки кровенаполнения сосудов органов и тканей (см. Реография).

При подаче разности потенциалов (U) через объект течет электрический ток силой (I), величина которой пропорциональна электропроводности (G): I=GU. Величина электропроводности зависит от количества свободных электрических зарядов и их подвижности. Чем больше количество зарядов и их подвижность, тем больше электропроводность. В клетке основными свободными зарядами являются ионы калия и органические анноны, а снаружи клетки, в межклеточных пространствах и тканевых жидкостях — ионы натрия и хлора. В биологических жидкостях (кровь, спинномозговая жидкость, моча и т. д.) электропроводность пропорциональна содержанию в них свободных ионов. Связанные заряды (ионогенные группы белков, липидов, углеводов), перемещение которых ограничено, и крупные ионы с малой подвижностью не оказывают существенного влияния на величину электропроводимости биологических систем.

Электропроводность или сопротивление клеток, тканей, органов и целых организмов измеряют при пропускании через них постоянного или переменного синусоидальной формы тока, частота которого может изменяться от долей герца до 10 10 гц. При измерениях на переменном токе с круговой частотой ω (ω = 2πf, где f — частота в гц) общее сопротивление системы, или импеданс (см.), зависит от наличия границ раздела в системе, на которых может происходить накопление зарядов — поляризация (см.). Свойства границ раздела (в биологическом объекте это главным образом различные мембраны) могут быть описаны, если ввести понятие емкости С, сопротивление которой Хс (реактивное сопротивление в отличие от R — активного сопротивления) зависит от частоты, на которой производится измерение: Xс = 1/(ωC).

Общее сопротивление (Z) равно сумме сопротивлений реактивного Хc и активного R, если R и С соединены последовательно; при параллельном соединении R и С общее сопротивление рассчитывается по формуле:

Для измерения электрических характеристик биол. объекта применяют металлические или угольные электроды (см.), которые прикладывают к объекту с помощью жидкостного контакта — тонкого слоя хорошо проводящей жидкости, чаще всего — физиологического раствора. В ряде случаев, напр. при измерении электропроводности цитоплазматических мембран, один из электродов вводится внутрь клетки, а другой подводится к клетке снаружи (см. Микроэлектродный метод исследования). При измерении электропроводимости биологических систем на постоянном и переменном токах низкой частоты важно учитывать величину поляризации электродов, поскольку за счет электродной поляризации истинные электрические параметры биол, объекта могут значительно отличаться от измеренных. Величина поляризации электродов определяется плотностью тока, которая зависит от приложенной к системе разности потенциалов, сопротивления системы, площади измерительных электродов. Чем больше площадь электродов, тем меньше плотность тока и тем меньше искажения, вносимые в измерения электродами. Поэтому для уменьшения плотности тока используют электроды с большой эффективной поверхностью, в частности платиновые электроды, покрытые платиновой чернью (их губчатое покрытие увеличивает эффективную поверхность электродов в 100 — 1000 раз). Возможно применение и так называемых неполяризующихся электродов (например, каломельных, хлорсеребряных).

Для облегчения интерпретации получаемых результатов биологическую систему (ткани, суспензии клеток) часто представляют в виде модели — электрической схемы, состоящей из набора активных сопротивлений и емкостей, являющихся как бы эквивалентами биологических структур клеток или тканей, участвующих в проведении электрического тока.

Измерение электропроводимости биологических систем на постоянном токе из-за высокой степени поляризации мембран и электродов крайне затруднено. На низких частотах переменного тока большая часть тока протекает по межклеточным промежуткам. При увеличении частоты электрического тока реактивное сопротивление емкости падает, поляризационные явления уменьшаются. Зависимость сопротивления и емкости объекта от частоты получила название дисперсии (см.). На высоких частотах общее сопротивление системы зависит только от активных сопротивлений межклеточных пространств и цитоплазмы.

В медицине и биологии электропроводимость биологических систем чаще всего исследуют в области так называемой β-дисперсии, которая наблюдается в диапазоне частот 10 2 —10 8 гц и определяется поляризацией границ раздела и неоднородностью структуры объекта. Измерения электропроводимости биологических систем показали, что по мере повышения частоты электропроводность возрастает, достигая предельной величины. При переживании и отмирании ткани возрастает электропроводимость биологических систем на низких частотах. Это связано с тем, что при отмирании ткани растет проницаемость мембран для ионов, и они уже не являются границей, на которой может происходить поляризация. Основываясь на способности живой ткани к поляризации, Б. Н. Тарусов предложил в качестве критерия оценки жизнеспособности ткани использовать коэффициент К, численно равный отношению Rн/Rв где Rн и Rв — сопротивления ткани, измеренные соответственно на низкой и высокой частотах; при отмирании ткани он стремится к единице. Выбор частот для расчета К определяется диапазоном β-дисперсии: низкой частоте соответствует частота начала β-дисперсии, высокой — частота, при которой электропроводимость биологических систем достигает максимальной величины. Например, для мышечной ткани — это 10 3 и 10 6 гц, клеток крови и жировой ткани — 10 4 и 10 7 гц, кожи — 10 2 и 10 4 гц и т. д. На высоких частотах, когда активное и общее сопротивления не зависят от частоты, возможно исследование относительных изменений числа ионов в биол. системе, связанных с нарушением водно-солевого обмена.

Сопоставляя Данные, полученные при измерении на низких и высоких частотах, можно вычислить объем и ионную проводимость межклеточных пространств и цитоплазмы клеток, проницаемость мембран для ионов, емкостные характеристики мембраны. Если измерения проводятся в системе, где межклеточные пространства занимают достаточно большой объем (более 20—30%), например при измерениях электропроводности крови, то для вычисления параметров дисперсной фазы (эритроцитов) используют специальные формулы. Частоты, на которых наблюдается дисперсия, зависят от величины клеток и объема межклеточных пространств. Так, дисперсия электропроводимости биологических систем для клеток крови начинается на частотах порядка нескольких десятков килогерц, для мышечной ткани — несколько килогерц, жировой — сотен килогерц. При исследовании электрических характеристик плазматических мембран клеток дисперсия обнаруживается на частотах порядка нескольких десятков герц. Электрические характеристики тканей и органов на низких частотах зависят от неоднородности расположения клеток и межклеточных пространств и соотношения их объемов. Этот факт используется в реографии и реоэнцефалографии (см.) при исследовании изменений кровенаполнения ткани и эластических свойств стенок сосудов. Измерение электропроводимости биологических систем на низких частотах позволяет оценить изменения объема межклеточных пространств, в частности при развитии воспаления (см.). Так, на первых стадиях воспалительного процесса структура клеток изменяется незначительно, и импеданс клеток сохраняет свою величину. По мере набухания клеток и уменьшения объема межклеточных пространств происходит увеличение общего сопротивления системы. На более поздних стадиях развития воспаления импеданс системы уменьшается за счет возрастания проницаемости мембран для различных ионов.

Таким образом, измерение электропроводимости биологических систем или импеданса, особенно в широком диапазоне частот, может быть использовано при исследовании проницаемости клеточных мембран и других границ раздела в клетках, тканях, органах, а стандартизация (измерение удельных величин) дает возможность сравнивать данные, полученные разными исследователями. Возбуждение, изменение интенсивности метаболизма и других функций клеток приводят к изменению электропроводимости биологических систем. Методы измерения электропроводимости биологических систем используют для исследования влияния на биологические объекты различных факторов: работы (увеличение интенсивности метаболизма приводит к увеличению проницаемости мембран); психогенных (изменяется проницаемость кожи за счет работы потовых желез); физических (радиация, ультрафиолетовое излучение, температура и др.) и химических (кислоты, щелочи, спирты и др.), обычно сопровождаемых ростом проницаемости. Изменение проницаемости мембран часто зависит от дозы или концентрации действующего вещества. Так, соли меди в малых концентрациях уменьшают проницаемость мембран мышечных клеток кожи лягушки, а в концентрациях более 10 -3 М — увеличивают. Исследование электрических свойств возбудимых тканей способствовало изучению механизма проведения возбуждения по нерву п мышце. На основании измерений активного сопротивления, емкости и их дисперсии была вычислена статическая емкость клеточной мембраны (около 1 мкф/см 2 ) и впервые определена толщина ее липидного бислоя. Было найдено, что удельное сопротивление аксоплазмы и миоплазмы всего в 2—3 раза выше сопротивления внеклеточной жидкости, тогда как сопротивление мембраны выше в десятки тысяч раз. Эти данные послужили основанием для возникновения представления о «кабельной» структуре волокна. Установлены временные соотношения между изменением проницаемости мембраны для ионов и развитием потенциала действия — «импедансный спайк» (см. Биоэлектрические потенциалы, Нервный импульс). Исследование электропроводимости биологических систем может быть использовано для оценки состояния тканей при их консервации, а также эффективности действия биологически активных веществ на модельные системы. В ряде случаев проницаемость биол. мембран для ионов сопряжена с их проницаемостью для незаряженных частиц— сахаров, аминокислот и других соединений. Поэтому измерение электропроводимости биологических систем может оказаться полезным при изучении проницаемости мембран и для неэлектролитов. Исследование электпроводимости биологических систем может найти применение и в биотехнологии для оценки оптимальности среды и условий культивирования клеток.


Библиогр.: Андреев В. С. Кондуктометрические методы и приборы в биологии и медицине, М., 1973; Биофизика, под ред. Б. Н. Тарусова и О. Р. Колье, с. 186, М., 1968; Гречин В. Б. и Боровикова В. Н. Медленные неэлектрические процессы в оценке функционального состояния мозга человека, с. 22, Л, 1982; Гуревич М. И. и др. Импедансная реоплетизмография, Киев, 1982; Егоров Ю. В. и Кузнецова Г. Д. Мозг как объемный проводник, М., 1976; Слынько П. П. Основы низкочастотной кондуктометрии в биологии, М., 1972; Хассет Дж. Введение в психофизиологию, пер. с англ., с. 53, М., 1981; Электроника и кибернетика в биологии и медицине, пер. с англ., под ред. П. К. Анохина, с. 71, М., 1963; Schwan Н. P. Electrical properties of tissue and cell suspensions, Advanc, biol. med. Phys., v. 5, p. 147, 1957.

ООО "Профдиаг", Минск

Нижегородская медицинская академия, Нижний Новгород

Электрокожные измерения в практике врача санатория

Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2013;90(2): 42‑46

Бойцов И.В., Белоусова Т.Е. Электрокожные измерения в практике врача санатория. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2013;90(2):42‑46.
Boĭtsov IV, Belousova TE. Electrical measurements of the skin in the practical work of a physician based at a health resort. Voprosy kurortologii, fizioterapii, i lechebnoi fizicheskoi kultury. 2013;90(2):42‑46. (In Russ.).

ООО "Профдиаг", Минск

Среди методов электрокожных измерений в практике врача санатория чаще используется направление сегментарной нейрофункциональной диагностики, базирующееся на тестировании кожного симпатического рефлекса (диагностика по "риодораку") и кожной симпатической реакции (динамическая сегментарная диагностика) с целью оценки характера вегетативного обеспечения функциональных систем, составные части которых объединены единой сегментарной вегетативной регуляцией. Данное направление исследования симпатической активности кожи следует отличать от электропунктурной диагностики, основной целью которой является тестирование электрофизиологических свойств в биологически активных точках.

ООО "Профдиаг", Минск

Нижегородская медицинская академия, Нижний Новгород

В настоящее время во многих санаториях и реабилитационных центрах имеются программно-аппаратные комплексы, использующие в диагностических целях тестирование и дальнейшую интерпретацию электрофизиологических свойств кожи [1]. Нейрофизиологические основы такого тестирования заложены природой в процессе эмбриогенеза. На этапе образования трех зародышевых листков — наружного (эктодермы), среднего (мезодермы) и внутреннего (энтодермы) начинают закладываться эктодермальная нервная трубка и обособившаяся из нее ганглиозная пластинка, представляющие собой будущий сегментарный аппарат спинного мозга, а также спинно-мозговые, паравертебральные и превертебральные нервные ганглии [2]. Группы нейробластов, образующие нервную трубку и ганглиозную пластинку, являются «зонами первичной иннервации» развивающегося организма для регуляции будущих кожных сегментов соматической афферентации (дерматомов), кожных сегментов вегетативного обеспечения [3], сухожильно-мышечных групп (склеротомов-миотомов), сосудистой системы (вазотомов), костной системы (остеотомов) и внутренних органов (спланхнотомов). Метамерное объединение кожного сегмента вегетативного обеспечения, склеротома, миотома, вазотома, остеотома и спланхнотома посредством единой нервной вегетативной регуляции (вегетотома) является основополагающим в жизнеобеспечении будущего организма [3]. Такое объединение является единой системой, так как имеет единые сегментарные нервные центры для вегетотрофической регуляции своих частей.

Диагностические методы, наиболее часто использующиеся врачами-рефлексотерапевтами, как правило, в своей основе имеют принцип метамерности строения организма. С нашей точки зрения, все эти методы можно разделить на два основных направления: во-первых, сегментарную нейрофункциональную диагностику и, во-вторых, пунктурную диагностику. Сегментарная нейрофункциональная диагностика главной целью ставит исследование состояния вегетотрофического обеспечения висцеральных систем организма на основе тестирования сегментарно-сопряженных с ними кожных сегментов вегетативного обеспечения.

В традиционной китайской медицине (ТКМ) принцип метамерности строения организма также широко используется [4]. Только в трактовках теории ТКМ вместо современного научного описания используются непривычные для западного врача термины. Например, если сопоставить современное представление о единстве вегетотрофического обеспечения кожного покрова, сухожильно-мышечного аппарата и внутренних систем организма с традиционным восточным, то вместо понятия «кожный сегмент вегетативного обеспечения» следует использовать термин «наружный ход меридиана», вместо склеро-миотом — «сухожильно-мышечный меридиан», вместо спланхнотом — «ЦЗАН- или ФУ-орган». Но такая замена терминов не меняет сути — все это составные части одной функциональной системы, и состояние вегетативной регуляции каждой из этих составляющих отражает состояние вегетотрофического обеспечения всей системы и других ее частей. Столетиями врачи ТКМ диагностируют функциональную активность висцеральных систем по сухожильно-мышечным меридианам, а по сути, проводят тестирование тонуса сегментарно-сопряженных по единой вегетативной эмбриологической закладке сухожильно-мышечных групп. Но эти методы субъективны и практически не находят применения в современной западной медицине, где приоритет отдается объективным методам исследования, и среди методов сегментарной нейрофункциональной диагностики следует, прежде всего, выделить метод динамической сегментарной диагностики, или ДСД-тестирование (разрешение на применение новой медицинской технологии №ФС 2011/336 — Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения и социального развития Российской Федерации). С помощью ДСД проводится оценка интенсивности кожных симпатических реакций в ответ на стимуляцию электрическим током нервных рецепторов в зоне тестирования.

В основе интерпретации результатов такого тестирования лежит соответствие между вегетативной регуляцией тканей в области конкретных кожных сегментов и вегетативной регуляцией сопряженных с ними внутренних органов. Ниже представлена схема проведения процедуры ДСД.

1. Тестирование начинают с раздражения кожных нервных рецепторов в области кожных сегментов вегетативного обеспечения электрическим током, мощность которого достаточна для инициирования рефлекторной кожной симпатической реакции. С этой целью используют гальванический ток напряжением 6—21 В и силой 150—250 мкА.

2. Рефлекторная кожная симпатическая реакция имеет центральный механизм формирования. Генерированный в нервных рецепторах афферентный импульс доходит до соответствующих кожному сегменту спинальных нейронов и через вставочные нейроны передает раздражение на сегментарные эфферентные вегетативные нейроны.

3. При физиологическом состоянии эфферентных вегетативных нейронов такое раздражение вызывает их возбуждение и соответственно изменение функционального состояния этой группы нейронов и вегетативной регуляции корреспондируемого ими кожного лоскута.

4. Данная сегментарная реакция, сопровождающаяся изменением симпатического обеспечения соответствующего участка кожи и соответственно всех его физиологических свойств, приводит к снижению электрокожного сопротивления (ЭКС) в месте установки активного электрода.

Такое снижение ЭКС, являясь первой фазой кожной симпатической реакции (КСР), через промежуток времени 10—60 с прекращается, и ЭКС стабилизируется на максимальных значениях, которые остаются неизменными в течение 1—2 мин (вторая фаза КСР). Если продолжать воздействовать тестирующим током на кожу, то наступает третья фаза КСР, во время которой нейронная группа, обеспечивающая симпатическую активность на тестируемом участке кожи, угнетается, что сопровождается повышением ЭКС под активным электродом, которое за 5—10 мин достигает исходных значений теста.

ДСД-тестирование 12 симметричных кожных сегментов вегетативного обеспечения на программно-аппаратном комплексе POINTS занимает около 10—15 мин. Интенсивность КСР оценивается по показателю вегетативного обеспечения деятельности, который равен максимальному значению силы тестирующего тока и характеризует уровень стабилизации ЭКС в области тестируемого кожного сегмента во время второй фазы КСР [3].

Анализ функционального состояния вегетативной нервной системы (ВНС) проводится поэтапно на четырех уровнях возможного нарушения.

В первую очередь оценивается показатель «исходного вегетативного тонуса организма» (ИВТ), отражающего активность надсегментарных структур ВНС, основная функция которых состоит в поддержании метаболического равновесия в организме [5]. Показатели вегетативного обеспечения деятельности КСР на отдельных кожных сегментах вегетативного обеспечения дают представление о вегетативных взаимоотношениях внутри функциональных систем, а сумма этих показателей для разных систем позволяет судить об ИВТ организма.

Затем проводят оценку «вегетативного тонуса организма», т.е. соотношения активности симпатической и парасимпатической систем, на основе сравнительной характеристики показателей вегетативного обеспечения деятельности КСР на кожных сегментах наружных и внутренних поверхностей конечностей.

Далее анализируют третий уровень нарушения, при этом отслеживают наличие типичных изменений вегетативного обеспечения кожных сегментов, характерных для патологии центральной нервной системы (головного и спинного мозга).


В заключение проводят анализ активности КСР на конкретных кожных сегментах [6]. При этом наряду с показателем вегетативного обеспечения деятельности КСР оценивают амплитудно-динамическую характеристику КСР, ее вегетативную реактивность (отношение показателя вегетативного обеспечения деятельности ко времени наступления второй фазы КСР). На рисунке Рисунок 1. Варианты изменения показателя вегетативного обеспечения деятельности и вегетативной реактивности кожных симпатических реакций при проведении ДСД-тестирования (объяснение в тексте). представлены графики систем с нормальным показателем вегетативного обеспечения деятельности, но с разной вегетативной реактивностью: с повышенной (А), нормальной (В) и пониженной (C), а также графики, характеризующие снижение вегетативного обеспечения КСР (D) и повышение показателя вегетативного обеспечения деятельности КСР (F).

За последние 20 лет среди методов сегментарной нейрофункциональной диагностики, используемых в практической медицине, наибольшее распространение получила так называемая диагностика по «риодораку» (Накатани И., Япония) [7]. Такая распространенность обусловлена, во-первых, более ранним созданием самого метода — в 1956 г. Y. Nakatani впервые на английском языке представил свой метод, а ДСД была разработана в начале этого столетия (Бойцов И.В., 2004); во-вторых, небольшим количеством времени, требующимся для проведения тестирования (около 3 мин на программно-аппаратных комплексах). В отличие от ДСД-тестирования такая скоротечность теста обусловлена отсутствием динамического тестирования активности сегментарного вегетативного аппарата. При этом измерение электропроводности кожи проводится одномоментно после трехсекундного раздражения кожных нервных рецепторов гальваническим током силой 200 мкА при напряжении 12 В. По сути, диагностика по «риодораку» — это исследование кожного симпатического рефлекса в отличие от ДСД, когда проводится тестирование КСР. Если посмотреть на график изменения возбудимости нейронов при ДСД-тестировании, то показатель «риодораку» — это одна точка на этом графике, соответствующая силе тока на третьей секунде теста (см. рисунок). Конечно, объективность результатов такого исследования значительно ниже, чем при проведении ДСД. Кроме того, во-первых, при получении повышенного показателя электропроводности в методе Y. Nakatani врач не может определить, чем обусловлена такая реакция сегментарного нейронного аппарата: или функциональная система действительно работает с повышенной нагрузкой (см. рисунок, график F) и поэтому требует повышенного вегетативного обеспечения, или система имеет просто повышенную вегетативную реактивность (см. рисунок, график A); во-вторых, при получении заниженного показателя по результатам диагностики «риодораку» врач не может определить, чем обусловлено такое снижение электропроводности кожи: или система действительно угнетена и показатель ее вегетативного обеспечения деятельности снижен (см. рисунок, график D), или только снижена вегетативная реактивность этой системы (см. рисунок, график C); в-третьих, при получении нормального показателя «риодораку» исследователь не может знать, как поведет себя этот показатель при дальнейшем раздражении кожных рецепторов: или он и дальше будет повышаться и стабилизируется на каких-то нормальных значениях, и тогда эта система имеет нормальное вегетотрофическое обеспечение, или эта сегментарная нейронная группа после нормального ответа на раздражитель малой интенсивности при дальнейшем ее раздражении будет истощаться (парадоксальная реакция нейронов на раздражитель бóльшей мощности [8]) либо, наоборот, чрезмерно возбуждаться.

В этих случаях показатель электропроводности на стадии «плато» не будет нормальным, что в конечном итоге указывает на скрытую или компенсированную патологию данной функциональной системы.

Таким образом, в настоящее время в арсенале современного врача среди методов сегментарной нейрофункциональной диагностики наиболее достоверным и информативным является метод ДСД.

Методы пунктурной диагностики в современной медицинской практике представлены в основном электрокожными измерениями и поэтому носят название электропунктурной диагностики (ЭПД). В отличие от сегментарной нейрофункциональной диагностики здесь не тестируется активность сегментарных вегетативных нейронных групп, а проводится исследование электрофизиологических свойств кожи в области биологически активных точек (БАТ). Состояние кожи в БАТ зависит от сегментарного вегетотрофического обеспечения соответствующего этой функциональной системе кожного лоскута. Среди самых распространенных методов ЭПД наибольшее признание получил метод немецкого доктора Р. Фолля [9], который разработал основные отличительные черты всех методов пунктурной диагностики, а именно:

1. Физиологические свойства ни одной из точек кожного лоскута не соответствуют состоянию корреспондирующей системы, а только указывают на состояние какой-то одной части этой системы. Например, на линии «желудка» имеются точка пищевода, точка привратника, точка малой кривизны желудка и другие, но нет точки, указывающей на состояние всего органа. Хотя некоторые исследователи думают, что такой информацией обладает контрольно-измерительная точка-пункт (КИП), это ошибочное утверждение. Если исследователь находит патологию КИП, то это указывает только на наличие в этой функциональной системе патологии, но не обязательно в основном органе, например, патология КИП желудка может иметь место не только при заболеваниях последнего, но также и при патологии пищевода, а сам желудок при этом будет в норме.

2. При исследовании нельзя применять тестирующий сигнал, вызывающий возбуждение активности сегментарного вегетативного аппарата, что повлечет к изменению свойств кожи, поэтому Фолль для исследования предложил использовать ток силой всего около 12 мкА при напряжении 2—3 В.

3. Оценочная шкала и норматив для всех точек всех кожных лоскутов едины.

4. Очень точно необходимо дозировать нажим металлического стержня активного электрода на исследуемый участок кожи, так как степень нажатия меняет ЭКС и, конечно, влияет на получаемый результат. Поэтому основной причиной, затрудняющей использование данного метода в практической медицине, является субъективное регулирование врачом степени нажатия на активный электрод до ощущения упругого барьера тканей, что представляет собой достаточно трудоемкий процесс и порой не позволяет получать повторяемые результаты в тех же точках у того же пациента. Кроме того, большая продолжительность процедуры тестирования всех точек (около 1,5—2 ч) приводит к утомлению как врача, так и пациента.


К сожалению, в настоящее время самыми распространенными методами пунктурной диагностики в системе здравоохранения СНГ являются упрощенные методики ЭПД (около 90% всех программно-аппаратных комплексов в основе своей имеют одну из этих методик). Разработчики таких комплексов предлагают не тестировать все точки кожного лоскута (или наружного хода меридиана по терминологии ТКМ), а только одну точку. Конечно, длительность процедуры такой диагностики незначительна и приближается к продолжительности теста по «риодораку», что подкупает врачей-практиков, но достоверность получаемых результатов низкая. Такая низкая достоверность обусловлена тем, что, как доказал Фолль, при проведении пунктурной диагностики ни одна из точек меридиана не указывает на общее состояние корреспондирующей функциональной системы, хотя разработчики этих систем утверждают обратное и предлагают тестировать, как правило, только точку-пособник (Ю-Ань) на меридиане. По результатам такого короткого тестирования, скорее преследующего коммерческие, а не научно-практические цели, какими бы тестирующими токами, улучшающими качество теста, не пользовался врач, никоим образом нельзя проводить интерпретацию состояния висцеральных систем, так как ни один из полученных показателей не пригоден для этого. В таблице представлено соответствие тестируемых в таких комплексах точек патологическим изменениям в организме, согласно данным Р. Фолля [9].

Нельзя умолчать о таком факте, как недостаточная распространенность методов электрокожных измерений в современной практической медицине и их востребованность в санаторно-курортных учреждениях [10]. Этот факт обусловлен необходимостью получения врачами специальной дополнительной подготовки в рамках специальностей «рефлексотерапия» и «физиотерапия», необходимостью закупки дорогостоящего оборудования, выделением дополнительного времени на обследование пациента. Но, несмотря на это, около 10% лечебно-профилактических учреждений стран СНГ, и особенно России, все же используют объективные методы электрокожных измерений. И эти 10% поддерживают интерес к данным методам исследования практических врачей, имеющих профессиональную заинтересованность в конечном результате терапии, коим является полноценный лечебный или реабилитационный эффект.

Необходимо отметить, что только сегментарная нейрофункциональная диагностика относится к доступным методам раннего выявления различных морфофункциональных, вегетативных и сосудистых поражений в ЦНС, а методы, использующие метамерный принцип вегетотрофического регулирования организма, являются скрининг-методами для ранней диагностики заболеваний висцеральных систем организма. Нельзя не указать на тот факт, что только с помощью методов сегментарной нейрофункциональной диагностики возможно тестирование меридианной системы организма в практике врача-рефлексотерапевта. Эти же методы являются доступными для диагностики активности сегментарных вегетативных групп и могут существенно расширить возможности диагностики и полноценной терапии в практике врача-невролога. Кроме того, ДСД-тестирование является скрининг-методом для диагностики и контроля состояния спинно-мозговых нервов, вегетативных волокон в периферических нервах [11] и вегетотрофического обеспечения тканей позвоночно-двигательных сегментов в практике врача мануальной терапии и вертеброневролога. Поэтому электрокожное тестирование организма по метамерному принципу имеет хорошую перспективу для применения и в лечебных, и в санаторно-курортных учреждениях наряду с другими объективными методами диагностики.

При чрезкожной методике воздействия гальванический ток, преодолев сопротивление эпидермиса кожи, проходит в глубоко лежащие ткани через протоки потовых и сальных желёз, а при полостной методике – через слизистые оболочки. В кожных покровах развивается выраженная первичная реакция на воздействие постоянного тока, главным образом за счет раздражения нервных рецепторов.

Ткани человека обладают различной электропроводностью. Наибольшей электропроводностью отличается кровь, лимфа, спинномозговая жидкость, мышцы, паренхиматозные органы. Большое сопротивление электрическому току оказывает жировая, костная ткани и мембраны клеток ткани.

При чрезкожной методике воздействия гальванический ток, преодолев сопротивление эпидермиса кожи, проходит в глубоко лежащие ткани через протоки потовых и сальных желёз, а при полостной методике – через слизистые оболочки. В кожных покровах развивается выраженная первичная реакция на воздействие постоянного тока, главным образом за счет раздражения нервных рецепторов.

Неповреждённая кожа человека обладает высоким омическим сопротивлением и низкой удельной электропроводностью, поэтому в организм ток проникает в основном через выводные протоки потовых и сальных желёз, межклеточные щели. Поскольку их общая площадь не превышает 1\200 части поверхности кожи, то на преодоление эпидермиса, обладающего наибольшим сопротивлением, тратится больше всего энергии тока. Поэтому здесь развиваются наиболее выраженные первичные (физико-химические) реакции на воздействие постоянным током, сильнее проявляется раздражение нервных рецепторов.

Преодолев сопротивление эпидермиса и подкожной жировой ткани, ток дальше распространяется по пути наименьшего омического сопротивления, преимущественно по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, оболочкам нервов и мышцам, значительно отклоняясь от прямой, которой условно можно соединить 2 электрода. В клетки тканей гальванический ток не проникает, т. к. мембраны клеток имеют свой, достаточно высокий электрический потенциал.

Прохождение тока через ткани сопровождается рядом физико-химических сдвигов, которые и определяют первичное действие гальванизации на организм.

Наиболее существенным физико-химическим процессом, обусловленным природой фактора и играющим важную роль в механизме действия постоянного тока, считается изменение йонной конъюнктуры, количественного и качественного соотношения йонов в тканях.

Под действием приложенного извне электрического поля растворы неорганических солей диссоциируют и положительно заряженные йоны (катионы) двигаются к катоду (отрицательному электроду), а отрицательно заряженные йоны (анионы) – к аноду (положительному электроду). В связи с различиями физико-химических свойств (заряд, радиус, гидратация и др. ) йонов скорость их перемещения в тканях будет неодинакова.

В результате этого после гальванизации в тканях организма возникает йонная асимметрия, сказывающаяся на жизнедеятельности клеток, скорости протекания в них биофизических, биохимических и электрофизических процессов. Наиболее характерным проявлением йонной асимметрии является относительное преобладание у катода одновалентных катионов калия и натрия, а у анода – двухвалентных кальция и магния. Именно с этим явлением связывают раздражающее (возбуждающее) действие катода, и успокаивающее (тормозное) – анода.

Наряду с движением йонов происходит перемещение жидкости в направлении к катоду (электроосмос), вследствие этого под катодом наблюдается отек и разрыхление, а под анодом уплотнение и сморщивание тканей. Кроме того, под влиянием постоянного тока в тканях образуются биологически активные вещества (гистамин, ацетилхолин и др. ).

При гальванизации наблюдается увеличение активности йонов в тканях. Это обусловлено переходом части йонов из связанного с полиэлектролитами в свободное состояние. Данный процесс способствует повышению физиологической активности тканей и рассматривается как один из механизмов стимулирующего действия гальванизации.

Существенную роль среди первичных механизмов действия постоянного тока играет явление электрической поляризации – скопление у мембран противоположно зяряженных йонов с образованием электродвижущей силы, имеющей направление, обратно приложенному напряжению. Поляризация приводит к изменению дисперсности коллоидов протоплазмы, гидратации клеток, проницаемости мембран, влияет на процессы диффузии и осмоса. Поляризация затухает в течение нескольких часов и определяет длительное последействие фактора.

Одним из физико-химических эффектов при гальванизации считается изменение кислотно-щелочного состояния в тканях вследствие перемещения положительных йонов водорода к катоду, а отрицательных гидроксильных йонов к аноду. Одновременно происходит направленное перемещение йонов натрия и хлора, восстановление их в атомы, а взаимодействие с водой может привести к образованию под анодом кислоты, а под катодом – щелочи.

Продукты электролиза являются химически активными веществами и при их избыточном образовании могут быть причиной ожога подлежащих тканей. Изменение же рН тканей отражается на деятельности ферментов и тканевом дыхании, состоянии биоколлоидов, служит источником раздражения кожных рецепторов. Названные физико-химические эффекты гальванического тока определяют его физиологическое и терапевтическое действие.

1.Улащик В.С., Лукомский И.В. - Общая физиотерапия 2008 г.
2.Ушаков А.А. – Практическая физиотерапия 2009 г.
3.Улащик В.С. Физиотерапия. Универсальная медицинская энциклопедия 2009 г.

Кафедра акушерства и гинекологии с курсом ИПДО Ярославской государственной медицинской академии

Кафедра акушерства и гинекологии с курсом ИПДО Ярославской государственной медицинской академии

Электроимпедансная маммография и электропроводность молочных желез

Журнал: Онкология. Журнал им. П.А. Герцена. 2015;4(5): 35‑39

Кафедра акушерства и гинекологии с курсом ИПДО Ярославской государственной медицинской академии

В работе показано, что состояние молочной железы и возникающие в ней изменения прямо взаимосвязаны с генеративной функцией женского организма. Среди факторов, способствующих развитию дисгормональной патологии молочных желез, выделяют аборты, отсутствие в анамнезе беременности и родов, отсутствие, короткий или очень длительный период грудного вскармливания. Изменения, возникающие в молочных железах при различном акушерском анамнезе, выявлены при обследовании 309 женщин при помощи электроимпедансной маммографии.

Кафедра акушерства и гинекологии с курсом ИПДО Ярославской государственной медицинской академии

Кафедра акушерства и гинекологии с курсом ИПДО Ярославской государственной медицинской академии

Изучение физиологических процессов, происходящих в молочных железах у здоровых женщин, показало, что они тесно связаны с функциональными циклическими изменениями органов репродуктивной системы. Высокая чувствительность структур молочных желез к гормональным факторам, а также динамическая нестабильность морфофункционального состояния желез предопределяют склонность к развитию различных патологических дисгормональных процессов. Среди множества факторов, провоцирующих развитие патологии молочных желез, не последнее место отводится отягощенному акушерскому анамнезу.

В ряде работ [1—5] отмечается, что существенно изменилась генеративная функция женщины в сторону уменьшения количества родов, в результате чего значительно увеличилось количество менструальных циклов в репродуктивном периоде женщин. Анализ эпидемиологических и экспериментальных данных позволяет высказать предположение о прямой зависимости возникновения заболеваний молочной железы от кумулятивного количества регулярных овуляторных циклов. Известно, что риск развития нераковых и раковых заболеваний молочных желез в 3,4—4 раза увеличивается у женщин, в анамнезе которых отмечено 3 искусственных аборта и более, по сравнению с пациентками, не имевшими преждевременного прерывания беременностей [1, 2, 4—6]. Искусственное прерывание беременности на ранних сроках из-за резкой гормональной перестройки прерывает пролиферативные процессы и вызывает выраженную перестройку молочной железы. Эти резкие регрессивные изменения происходят неравномерно, могут приобретать деструктивный характер и явиться пусковым моментом для формирования диффузных и узловых форм мастопатии [7]. Общепризнано, что одним из факторов риска заболеваний молочных желез является кратковременность лактации или очень продолжительный период грудного вскармливания [1, 3—6]. Патогенетический механизм воздействия этих факторов исследователи связывают со снижением клеточного иммунитета во время беременности и с высоким уровнем пролактина [8]. Прерывание лактации или ее отсутствие изначально, возможно, включает механизмы пролиферативных изменений в тканях молочной железы. Кроме того, длительное действие пролактина на молочные железы оказывает прямой стимулирующий эффект на пролиферативные процессы. В исследовании И.Ю. Когана [9] отмечено, что пациентки с мастопатией в анамнезе в 1,3 раза реже имели беременности по сравнению со здоровыми женщинами (67,5% против 89,1%); в 1,5 раза реже — роды (48,7% против 73,9%); в 2 раза реже первая беременность у них завершилась родами (24,9% против 50,0%). Меньшее количество пациенток с мастопатией имели одни роды (35,0% против 62,2% в группе сравнения). При этом пациентки с мастопатией чаще перенесли более 3 искусственных абортов (31,0% против 6,5% в группе сравнения). Но все имеющиеся данные литературы базируются, в основном, на анализе анамнеза и выявлении относительного риска развития заболеваний молочных желез. Причина — отсутствие объективного метода оценки состояния молочных желез. К настоящему времени на кафедре акушерства и гинекологии с курсом ИПДО ЯГМА проведена работа по разработке и выявлению диагностических возможностей метода электроимпедансной маммографии. Цель исследования: провести анализ изменения показателей электропроводности в зависимости от различного акушерского анамнеза (количества родов, абортов и длительности лактационного периода) у женщин различных возрастных групп, и подтвердить или опровергнуть значимость ряда анамнестических данных, влияющих на состояние молочных желез.

Материал и методы

Проведено комплексное обследование молочных желез у 309 женщин от 19 до 75 лет, которые с учетом данных о наличии инволютивных процессов в тканях молочной железы разделены на возрастные группы: до 34 лет (66 женщин), 35—40 лет (60 женщин), 41—44 года (63 женщины), 45—50 лет (62 женщины), старше 51 года (58 женщин). Для выявления истинного изменения молочных желез при различном акушерском анамнезе соблюдали строгие критерии отбора пациенток в клиническую группу. Учитывали отсутствие жалоб и заболеваний в анамнезе со стороны молочных желез, визуальных и пальпаторных изменений в молочных железах, патологических изменений молочных желез при ультразвуковом исследовании (УЗИ) и при рентгеновской маммографии, приема КОК и препаратов ЗГТ, беременности и лактации на момент обследования.

Обследование общепринятыми методами перед проведением электроимпедансной маммографии позволило убедиться в отсутствии патологии со стороны молочных желез для четкого формирования критериев отбора пациенток.

Результаты

Каждый орган человеческого тела имеет собственные электрические характеристики, которые определяются электропроводностью тканей, образующих его, свойствами внутри- и внеклеточной жидкости, количеством и состоянием кровеносных сосудов. Электроимпедансный маммограф [10, 11] позволяет визуализировать распределение электропроводности биологических тканей в нескольких поперечных сечениях тела пациента и обнаруживать области с аномальными значениями электропроводности. В процессе измерений прибор поочередно с помощью каждого из 256 контактных электродов инжектирует в тело пациента слабый переменный электрический ток 50 кГц (0,5 мА) и проводит измерение распределения соответствующих электрических потенциалов на его поверхности с помощью остальных электродов. Затем полученные данные используются для реконструирования электроимпедансных изображений подповерхностных областей с помощью математических алгоритмов, реализованных на персональном компьютере, к которому подключается прибор через стандартный USB-порт. Результатом реконструирования являются электроимпедансные изображения семи поперечных сечений исследуемой среды, параллельных плоскости с электродами, взятых с шагом 0,7 см по глубине.

Многолетний опыт [12] показал, что статистически достоверной разницы в показателях электропроводности в зависимости от позиции при исследовании (лежа или стоя) и стороны сканирования (правая или левая молочная железа) нет. Закономерности изменения показателей электропроводности одинаковые на всех уровнях соответственно. Поэтому для наибольшей наглядности мы использовали средние значения электропроводности со 2-го уровня сканирования (глубина 1,1 см) без учета акушерского анамнеза, которые в дальнейшем применили для сравнения. Кроме того, с учетом анатомического строения на этой глубине возможно нахождение всех тканей и структур молочной железы (табл. 1).


Таблица 1. Средняя электропроводность (усл. ед.) молочных желез в норме, в разные фазы менструального цикла (МЦ) и в постменопаузе (старше 51 года) у женщин различных возрастных групп. 2-й уровень сканирования

С возрастом увеличиваются показатели средней электропроводности молочных желез, отражая этапы инволютивных изменений в их структуре. Статистически достоверная разница наблюдается между всеми возрастными группами (p<0,01), кроме групп возраста 35—40 лет/41—44 года (p>0,05) в обе фазы менструального цикла и в постменопаузе. При сравнении показателей средней электропроводности между фазами менструального цикла в соответствующих возрастных группах статистически достоверной разницы нет (p>0,05).

Из-за отсутствия статистически достоверной разницы в разные фазы менструального цикла изучение особенностей электропроводности в зависимости от акушерского анамнеза проводили в первую фазу менструального цикла. В табл. 2, 3, 4 представлены показатели электропроводности у женщин различных возрастных групп в зависимости от количества родов, абортов и продолжительности лактационного периода в анамнезе (см. табл. 2).


Таблица 2. Электропроводность молочных желез в норме, в зависимости от количества родов в анамнезе. 2-й уровень сканирования (М±SD)


Таблица 3. Электропроводность молочных желез в норме, в зависимости от продолжительности лактации в анамнезе. 2-й уровень сканирования (М±SD)


Таблица 4. Электропроводность молочных желез в норме, в зависимости от количества абортов в анамнезе. 2-й уровень сканирования (М±SD)

Было определено статистически достоверное уменьшение показателей электропроводности молочных желез у всех менструирующих женщин при отсутствии родов в анамнезе (pp<0,01), и увеличение электропроводности при наличии хотя бы одних родов (pp<0,01) по сравнению со средней электропроводностью в норме. У неменструирующих женщин при отсутствии родов в анамнезе показатели электропроводности достоверно выше средних показателей в норме (p<0,01), а при наличии родов незначительно ниже, но разница статистически недостоверна (p>0,05). Следует отметить, что количество родов в анамнезе не влияет на показатели электропроводности, поскольку в сравниваемых подгруппах (роды 1—2/роды 3 и более) они статистически не различаются (p>0,05). При отсутствии родов молочная железа дольше сохраняет «ювенильный» тип строения, когда в структуре преобладает железистая ткань. Кроме того, согласно данным J. Russo и I. Russo [13], в процессе роста и развития молочной железы могут формироваться 4 типа долек. Дольки I типа наименее дифференцированы и известны как девственные дольки. Дольки II типа эволюционируют из долек I типа, в них представлена более комплексная морфологическая картина. Дольки III типа эволюционируют из долек II типа во время беременности. Дольки IV типа представлены у женщин с лактацией, но не обнаруживается у женщин, не имевших беременности. Этот тип долек представляет максимальную дифференцировку и развитие женской молочной железы. После окончания лактации дольки IV типа регрессируют в дольки III типа. Итак, беременность способствует истинной дифференцировке долек, чего никогда не происходит у нерожавших женщин. У нерожавших женщин в основном представлены недифференцированные структуры — дольки I и II типов, редко — III типа. У рожавших женщин молочные железы в основном представлены дифференцированными дольками III типа и составляют 70—90% их общего числа. J. Russo и соавт. [13] заключили, что дольки I типа у нерожавших женщин никогда не проходят через процесс дифференцировки, в то время как дольки у рожавших женщин проходят. Таким образом, беременность и роды пожизненно оставляют след на биологической характеристике молочной железы. Вероятно, по этой причине, прослеживается разница в электропроводности молочных желез у рожавших и нерожавших женщин в соответствующих возрастных группах. После первой беременности начинаются инволютивные изменения в тканях молочной железы, что находит отражение в увеличении электропроводности по сравнению с общей группой.

У менструирующих женщин статистически достоверно ниже электропроводность по сравнению со средними показателями при отсутствии или кратковременной лактации (pp<0,05) практически во всех группах и статистически достоверно выше при длительной лактации более 12 мес (pp<0,05) (см. табл. 3). Не различаются показатели электропроводности от средних у менструирующих женщин при длительности лактационного периода от 3 до 12 мес и у женщин в постменопаузе независимо от продолжительности лактационного периода (p>0,05). Во время беременности увеличивается продукция пролактина, под влиянием которого возрастает количество рецепторов эстрогенов в молочной железе. Под сочетанным влиянием плацентарных эстрогенов и гестагенов в молочных железах происходят закономерные морфофункциональные и функциональные изменения, отражающие подготовку к лактации. К концу беременности в структуре молочной железы превалирует железистая ткань с развитой сетью протоков. Падение уровня плацентарных стероидов в конце беременности по механизму обратной связи вызывает подъем пролактина, включающий механизм лактации [8]. Длительная лактация приводит к формированию более выраженной сети млечных протоков и их физиологическому расширению, сохраняющемуся длительное время. Это сопровождается некоторым увеличением электропроводности молочных желез по сравнению со средними показателями на 50 кГц у женщин, в анамнезе которых лактационный период был более 12 мес. В случае отсутствия или непродолжительной лактации пиковый выброс пролактина, включающий механизм лактации, приводит к увеличению количества рецепторов эстрогенов в тканях молочной железы, преимущественно рецепторов эстрадиола [14]. Избыток пролактина оказывает прямой стимулирующий эффект на пролиферативные процессы в периферических органах-мишенях, реализуемый путем усиления эстрогенов яичниками. Возможная гиперэстрогения и увеличенное количество рецепторов приводит к пролиферации эпителия альвеол и усиливает активность фибробластов соединительной ткани. Кроме того, в структуре нелактирующих молочных желез отсутствуют высокодифференцированные дольки IV типа, а в основном присутствуют малодифференцированные структуры — дольки III типа и недифференцированные структуры — дольки I и II типов [13]. Все это сопровождается уменьшением показателей электропроводности по сравнению со средними показателями.

Как показывают данные табл. 4, статистически достоверная разница в показателях электропроводности наблюдается только у женщин в возрасте старше 41 года, в анамнезе которых 3 аборта и более. Это в какой-то степени опровергает заключение некоторых авторов, утверждающих, что желтое тело после прерывания беременности функционирует длительное время. Это сопровождается секрецией прогестерона, что приводит к подавлению выработки лютеинизирующего гормона гипофиза и повышению продукции фолликулостимулирующего гормона. Как результат возникает гиперэстрогения и пролиферация органов-мишеней, в том числе и тканей молочной железы [4, 15—19]. Выраженные пролиферативные изменения привели бы к уменьшению показателей электропроводности, чего не наблюдается в нашем исследовании. С другой стороны, изменения электропроводности молочных желез у женщин с большим количеством абортов в анамнезе доказывают, что молочные железы чувствительны к минимальным изменениям гормонального фона и даже кратковременная беременность ускоряет инволютивные изменения железистой ткани и молочных желез в целом.

Заключение

Полученные особенности электропроводности молочных желез в зависимости от акушерского анамнеза доказывают, что молочные железы реагируют на минимальные изменения гормонального фона. Это может быть обоснованием того, что женщинам с отягощенным акушерским анамнезом (отсутствие родов, отсутствие и длительный лактационный период, большое количество абортов) необходимо проводить комплексное обследование молочных желез. Данное исследование подтверждает, что уменьшение показателей электропроводности наблюдаются у менструирующих женщин, не имеющих в анамнезе родов. Поскольку снижение электропроводности всегда подтверждает наличие гиперпластических процессов [12], можно предположить, что нерожавшие женщины более склонны к развитию заболеваний молочных желез и могут рассматриваться в определенной степени как группа риска, требующая комплексного обследования молочных желез. Выявленные особенности электропроводности молочных желез у женщин в зависимости от количества абортов в анамнезе подтверждают данные литературы и показывают, что наличие 3 абортов и более в анамнезе способствуют преждевременным инволютивным изменениям, о чем свидетельствует возрастание показателей электропроводности в молочных железах, и доказывают увеличение риска развития патологических изменений. С помощью метода электроимпедансной маммографии можно выявить минимальные колебания гормонального фона, возникающие при разной продолжительности лактационного периода, что на сегодняшний день недоступно другим методам диагностики заболеваний молочных желез. По полученным данным электропроводности можно предположить, что оптимальным для молочной железы является период грудного вскармливания до 12 мес, поскольку именно при продолжительности лактации в течение 3—12 мес не изменялись показатели электропроводности по сравнению с нормой.

Читайте также: