Медицинский метод измерения электрического сопротивления тканей человека
Биологические ткани, в том числе ткани тела человека, способны проводить электрический ток. Основными носителями заряда в них являются ионы. Наибольшей удельной электропроводимостью, то есть наименьшим удельным сопротивлением, обладают ярко выраженные электролиты — спинномозговая жидкость и кровь. Жировая, костная ткани, а также сухая кожа, напротив, имеют очень малую электропроводность.
Реография — неинвазивный метод исследования кровеносной системы для регистрации изменения импеданса живых тканей в процессе сердечной деятельности в момент пропускания через них электрического переменного тока.
В медицине используются электронные реографы — медицинские диагностические устройства для измерения модуля изменения полного электрического сопротивления участков тела человека (в том числе кожи). Реограммой называется кривая, соответствующая зависимости сопротивления живой ткани от времени.
Реографическое обследование совершенно безвредно для человека, так как проходящие через тело человека токи имеют очень малую величину. Поэтому обследование может проводиться длительное время и многократно повторяться. Важную роль в таких обследованиях играет КГР (кожно-гальваническая реакция) — биоэлектрическая активность, фиксируемая на поверхности кожи и выступающая компонентом ориентировочного рефлекса, эмоциональных реакций организма, связанных с работой симпатической нервной системы.
Также существенную роль в получении высококачественных реограмм играет выбор электродов. В настоящее время в клиниках используют электроды из латуни, покрытые серебром, свинцовые или оловянные различных размеров, прямоугольной, круглой формы, в виде лент. Кожу в местах наложения электродов протирают спиртом или эфиром. Для лучшего контакта и уменьшения сопротивления предварительно смазывают кожу электродной пастой или используют прокладки, смоченные физиологическим раствором.
Электроды нaкладывают на проклaдки иeфиксируютaрезиновыми бинтами.
Устройство реографа состоит из таких элементов, как генератор тока высокой частоты, преобразователь «импеданс-напряжение», усилитель, фильтр, калибровочное устройство, дифференцирующая цепочка, регистратор изменения потенциала.
Рассмотрим простейшую схему измерения сопротивления заданного участка тела (рис. 3).
Рис.3 а) — Схема, позволяющая измерять сопротивления участка тела человека с помощью зондирования постоянным током; б) — зондирование переменным током
Если I — сила тока, протекающая через участок тела и измеряемая миллиамперметром mA, U — напряжение между электродами, измеряемое вольтметром V , то сопротивление R должно изменяться в такт с сердечными сокращениями, поскольку во время них происходят изменения кровенаполнения этого участка.
Однако, практически эти изменения сопротивления на заданном участке так малы (десятые доли Ом и меньше), что не могут быть надежно зарегистрированы на фоне большого общего сопротивления участка (обусловленного большим сопротивлением кожи, межтканевых границ раздела, переходным сопротивлением кожа- электрод и др.). Кроме того, истинное сопротивление участка тела на постоянном токе вообще трудно зарегистрировать из-за возникающей поляризации тканей и появления дополнительных зарядов на электродах. По этим причинам в медицинской реографии не используется постоянный ток, а вместо него применяется переменный ток большой частоты (порядка 100 кГц). При подаче на электроды переменного напряжения (рис. 3,б) в цепи исследуемого объекта протекает переменный ток.
В настоящее время реография является популярным методом диагностики различных патологий внутренних органов. Метод достаточно прост и информативен, не занимает много времени, безболезнен и безопасен для пациента. Позволяет получить косвенную информацию о величине пульсового кровенаполнения, относительной скорости кровотока, выявить гепатиты и циррозы печени, сосудистую дистонию, показан пациентам при исследовании последствий черепно-мозговых травм и различных опухолей.
Значительным недостатком метода реографии является влияние помех на результат измерения. Изменения сопротивления измеряемого участка тела во время сердечных пульсаций и соответствующие им напряжения очень малы, поэтому на результаты реограммы могут существенно повлиять посторонние электрические воздействия, для защиты от которых необходимо предусматривать ряд специальных мер.
В основном при измерениях встречаются следующие виды электрических помех:
1. Медленныеуколебанияасопротивления, вызванные дыхательными реакциями пациента. Для исключения влияния этих колебаний используются фильтры, пропускающие лишь составляющую напряжения, которая меняется с периодом колебаний 0,5-1,5с, что соответствует периодуасердечныхасокращений. Более медленные колебания сопротивления (и соответственно напряжения) не пропускаются.
2. Помехи, вызванные колебаниями переменного тока в сети с частотой 50Гц. Для борьбы с этим видом помех требуется заземление корпуса реографа, регистратора и даже заземление тела диагностируемого пациента.
Обычно полезный сигнал усиливается операционными усилителями реографа, таким образом ослабляя влияние внешних помех.
Как измерить сопротивление человека
Нужно взять два гвоздя, прикрутить к ним два провода и ткнуть гвозди в розетку. Затем переключить мультиметр к режим измерения переменного тока и подключить его одним контактом к проводу от одного гвоздя, а за второй контакт мультиметра взяться. Осталось схватиться второй рукой за оставшийся провод и замерить протекающий ток
Далее по закону ома находим сопротивление тела, равное в омах (220В/(измеренный ток, А)) Вуаля
ЗЫ: Поскольку обязательно найдеццо идиот, который все выполнит в точности, то напишу, что вышеописанное действо опасно для жизни и проделывать такое можно только при наличии соответствующей справки от психиатра.
Последовал вашему предложению! Взял транс на 12 вольт и выпрямитель, замерил на БП напряжение, померил ток в цепи БП-Рука(моя), разделил напряжение на ток, получилось 300кОм! Это нормальное сопротивление!?
Сопротивление вполне себе нормальное) Если это было самоцелью, то можно успокоиться.
Впрочем на Вашем месте я бы интересовался некой более общей характеристикой, например средним удельным сопротивлением Вашего тела на момент проведения измерений. Это будет гораздо более общий и показательный результат.
Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
_________________
«Еще я хотел бы, чтобы наши ученые изобрели какой-то новый источник энергии, чтобы мы на коленях не ползали даже перед нашими братьями, умоляя их и выпрашивая тонну нефти или кубометр газа», — рассказал белорусский президент.
Источники питания для автомобильной электроники, включая маяки, GPS/ГЛОНАСС-трекеры и охранную сигнализацию, должны обеспечивать бесперебойное питание и безопасность, а также быть устойчивыми к вибрации и исправно работать при низких температурах. Батарейки FANSO EVE Energy обладают всеми необходимыми параметрами для надежной работы оборудования современного автомобиля.
Приглашаем 13 октября всех желающих присоединиться к вебинару, который будет проводить компания КОМПЭЛ совместно с представителями бренда MEAN WELL. Вебинар будет посвящен новинкам продукции, планам MEAN WELL на следующий год, аналогам продукции ушедших из РФ брендов, особенностям работы в текущих условиях, возможностях субдистрибьюции и другим вопросам. Мероприятие пройдет в формате живого диалога.
_________________
Вот как-то так.
Не стоит воспринимать сопротивление тела как нечто постоянное. Сегодня Вас может слегка ущипнуть 220, а завтра насмерть убить 60. Слишком много параметров на это влияющих.
Из общих правил следует помнить, что путь тока не должен пролегать через сердце(браться за провода обоими руками — плохая идея) тогда шансы что все обойдется максимальные, но опять же никаких гарантий никто Вам не даст.
_________________
Вот как-то так.
_________________
Что то делать, лишь бы ничего не делать, а потом ёще немножко отдохнуть.
_________________
Лучше умному тупить, чем тупому умничать
_________________
Не существует неразрешимых проблем, существуют неприятные решения.
Часовой пояс: UTC + 3 часа
Кто сейчас на форуме
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 33
Измерение сопротивления тела человека
Как известно, электрическое сопротивление организма конкретного человека может быть от 100 Ом до сотен кОм и даже МОм. Такие данные получены в ходе медицинских исследований и объясняются строением тела, состоянием психики, образом жизни, половыми отличиями и также другими составляющими. Известно, что при изменении в психофизическом состоянии человека (недомогании, алкогольном и наркотическом опьянениях, в период похмельного синдрома, при стрессах) электрическое сопротивление организма ощутимо снижается даже у здоровых людей.
На рисунке представлена схема простого чувствительного датчика, реагирующего на изменение сопротивления кожного покрова человека.
Очень простой прибор, доступный в сборке любому радиолюбителю, позволит контролировать изменение сопротивления организма при различных воздействиях на человека и, соответственно, различном психофизическом состоянии. Еще один интересный факт: сопротивление тела человека меняется в незначительных пределах и при потоотделении, а также при внутреннем волнении, дискомфорте. То есть диапазон возможного применения устройства весьма широк — от сфер психологических исследований до «детекторов лжи». Для последнего случая схему нужно незначительно доработать. Рассмотрим принцип действия схемы.
На транзисторах VT1, VT2 собран усилитель по току со смещением. Все транзисторы (кремниевые) — широко распространенные типа КТ3102, КТ3107. Именно они имеют очень большой коэффициент усиления по току h21э, и это позволяет обойтись в данной схеме без каких либо дополнительных усилителей и микросборок. Применять аналоги вместо показанных на схеме транзисторов в данном варианте нежелательно (в крайнем случае можно применить КТ342В и КТ373А—КТ373Б).
Стрелочный миллиамперметр с током полного отклонения 0,01—0,1 мА можно использовать имеющийся в наличии, например от авометра Ц20, корректировка его показаний осуществляется резистором R6. Перед установкой в схему миллиамперметр с последовательно соединенным переменным резистором (с линейной характеристикой) сопротивлением 10—22 кОм подключают (соблюдая полярность) к источнику питания данной схемы.
Источник может быть с выходным напряжением 6—12 В, обязательно стабилизированный, так как от этого будет зависеть и точность считываемых показаний прибора. Изменением сопротивления переменного резистора нужно добиться того, чтобы стрелка прибора отклонилась чуть больше максимальной отградуированной риски, но не зашкаливала совсем, упираясь в ограничитель стрелки миллиамперметра. После этого схему обесточить, сопротивление переменного резистора замерить и заменить потенциометр постоянным резистором R6 соответствующего сопротивления.
Контакты XI, Х2 представляют собой два одинаковых браслета из токопроводящего материала (меди), одеваемые на запястья соответственно левой и правой рук. Вместо браслетов можно использовать кольца, одеваемые на пальцы. Соединительные провода необходимы одинаковой длины и состава, удобно для этой цели использовать монтажный провод типа МГТФ-1 диаметром 0,8—1,0 мм.
Для обеспечения точности показаний длина проводов к датчикам не должна превышать 1,2 м каждый. Главное, чтобы был хороший контакт с кожей человека и движения исследуемого не имели влияния на контактные датчики. В этом смысле применение в качестве датчиков плоских предметов или штырей будет неэффективно, так как сжиманием пальцами руки датчиков человек может даже непроизвольно вносить погрешность в показания прибора.
Резистор R2 регулирует смещение напряжения на базу транзистора VT1, то есть чувствительность схемы. Как показала практика, чувствительность лучше устанавливать максимальную. Перед использованием прибор необходимо отградуировать (нанести на шкалу соответствующие значения). Для этого нужно иметь рядом проверенный высокоточный омметр.
Поочередно подключая к датчикам XI, Х2 и щупам проверенного омметра разные сопротивления от 50 Ом до единиц МОм, замеряя сопротивления, наносят риски на шкалу миллиамперметра. Соответственно чем ниже сопротивление тела человека, тем более отклонится стрелка в стрелочном приборе. «Выход» — контакт ХЗ — позволяет расширить и дополнить базовую схему, например подключив ее на вход цифрового анализатора с индикаторами в виде «линейки» светодиодов. В этом случае цепочка R6P1 исключается, и вместо нее устанавливается постоянный резистор 10 кОм.
Сопротивление тела человека — от чего зависит и как может изменяться
При попадании человека под электрическое напряжение, через его тело начинает течь электрический ток, и величина этого тока зависит не только от величины приложенного напряжения, но и от сопротивления тела человека. Между тем, сопротивление тела человека — величина отнюдь не постоянная, ее значение зависит от многих факторов: от состояния человека на момент контакта (психического и физического), от параметров замкнутой цепи, от внешних условий среды, в которой человек на момент удара находится.
Тело человека состоит из различных тканей, и каждый вид тканей обладает своим сопротивлением. Так например, сухожилия, кожа, жировая ткань, хрящи и кости имеют удельное сопротивление порядка 3 — 20 кОм/м. Кровь, мышцы, лимфа, головной и спинной мозг — всего от 0,5 до 1 Ом/м. Из всех этих тканей наибольшим сопротивлением отличается кожа, поэтому именно кожа в значительной степени определяет сопротивление человеческого тела электрическому току.
Человеческая кожа имеет сложную структуру. Ее наружный слой — эпидермис — включает в себя несколько структурных частей: наружный роговой слой, который не содержит ни нервов, ни кровеносных сосудов, от того и обладает наибольшим сопротивлением, и другие слои, сопротивление которых значительно меньше рогового слоя. Дальше идет дерма — внутренний слой, сопротивление которого также сильно меньше, а значит именно сопротивление рогового слоя имеет решающее значение в полном сопротивлении кожи.
На сопротивление кожи влияет ее состояние. Если кожа сухая и чистая, не имеет повреждений, то ее сопротивление лежит в пределах от 10 до 100 кОм. Если же на коже есть порезы, царапины, микротравмы, они способны сильно снизить сопротивление тела человека до сопротивления лишь внутренних тканей. Очевидно, наличие на коже вышеназванных повреждений делает поражение электрическим током более опасным. Загрязненная и влажная кожа также имеет сопротивление более низкое.
Общее сопротивление человеческого тела, попавшего под напряжение, можно представить состоящим из трех сопротивлений, включенных последовательно: два слоя эпидермиса и одно — сопротивление дермы и внутренних тканей. Таким образом, внутренние ткани служат вместе с приложенными электродами как бы обкладками конденсатора, а эпидермис — диэлектриком.
В результате, если снаружи к телу приложены электроды, то получается цепь из активного сопротивления внутренних тканей и почти емкостного сопротивления эпидермиса. То есть можно сказать, что речь идет о диэлектрической проницаемости от 100 до 200, и об удельном сопротивлении от 10 до 100 кОм/м в цепи, состоящей из конденсатора и резистора.
Внутренние ткани имеют сопротивление активное Rв с небольшой емкостной составляющей, которая почти не зависит ни от площади электродов, ни от частоты, и находится в пределах от 500 до 700 Ом.
Но оно зависит от протяженности и поперечного сечения участков тела, и от удельного сопротивления внутренних органов. То есть в эквивалентном виде общее сопротивление Zт тела человека можно представить так:
При малом сопротивлении тела человека емкостная составляющая утрачивает значение:
Итак, электрическое сопротивление тела человека зависит от следующих пяти факторов:
От общего психологического и физиологического состояния (индивидуальные особенности);
От пола — от толщины кожи (у мужчин сопротивление выше, чем у женщин);
От возраста — от грубости кожи (у взрослых сопротивление выше, чем у детей);
От внешних условий (температура, давление, влажность, плотность);
От общего состояния кожи (раны, грязь, увлажненность и т. д.);
От внешних раздражителей (внезапные удар, укол, свет или звук), способных снизить сопротивление на 20 — 50 % за несколько минут.
Легко видеть, что электрическое сопротивление человеческого тела не постоянно и не линейно, однако для расчетов его принимают равным 1 кОм. Тем не менее, сопротивление тела человека зависит и от приложенного напряжения, поскольку в момент поражения током может оказаться, что цепь включает в себя еще и поверхность пола, грунт, обувь, одежду и т. д. Ток тогда будет определять не только сопротивление собственно тела человека, но и схема его включения в цепь.
Двухфазное прикосновение
При двухфазном прикосновении человек стоит на изолированном основании, касаясь одновременно двух фаз трехфазной сети, либо двух проводников однофазной сети переменного или постоянного тока. В этом случае ток потечет через руки и через жизненно важные органы, что весьма опасно, и еще опаснее, если замыкание происходит по пути рука — голова. При таком прикосновении человек может попасть либо под линейное межфазное напряжение, либо под полное рабочее напряжение электроустановки.
Если человек прикоснулся открытыми частями тела, то сопротивление определяется сопротивлением тела, сопротивлением кожи, если же произошло соприкосновение с полюсами через одежду, то в схему добавляется последовательно сопротивление одежды.
Можно сравнить эти два варианта. Сопротивление сухой одежды — от 10 до 15 кОм, а для влажной — от 0,5 до 1,5 кОм. Очевидно, сопротивление одежды так или иначе ограничивает ток через тело человека, хотя и падает в 10 — 30 раз в случае если одежда влажная.
При сухой одежде удар ощутится в сильном дрожании от пальцев до запястья, это 20мА при 220 вольтах. Если же одежда сырая, то при 140мА руки можно будет лишь с определенными усилиями оторвать от мест контакта. Сопротивление обуви и пола здесь не учитываются, поскольку в цепь они не включены.
Однофазное или однополюсное прикосновение
Человек стоит на земле, и только одной частью тела прикоснулся к электроустановке под напряжением, причем потенциал электроустановки отличается от потенциала земли или другой опорной поверхности. В этом случае человек попадает под напряжение относительно земли, и ток через тело будет током замыкания на землю.
Путь тока по петле голова — ноги или рука — ноги, при том через жизненно важные органы. В цепь окажутся включены сопротивления: тела, одежды, обуви, опоры. Сопротивления обуви и опоры включены между собой параллельно.
В зависимости от материала подошвы, от того влажная ли она или сухая, сопротивление обуви будет разным. Немаловажную роль играет и материал пола (опорной поверхности):
Влажная кожаная подошва обладает сопротивлением 500 Ом, сухая — 100 кОм;
Влажная резиновая подошва — 1,5 кОм, сухая резиновая подошва — 500 кОм;
Металлический пол — от 0 (сухой) до 10 Ом (влажный);
Земля сухая — 20 кОм, влажная — 800 Ом;
Бетон сухой — 2 МОм, влажный бетон — 900 Ом;
Линолеум сухой — 1,5 МОм, линолеум влажный — 50 кОм;
Камень сухой — 8,5 кОм, камень влажный — 5 кОм;
Снег или лед — от 300 Ом до 2 МОм;
Песок сухой — 8 кОм, песок влажный — 1,6 кОм;
Чернозем сухой — 160 Ом, влажный чернозем — 50 Ом.
Как видно, сопротивления опоры и обуви играют важную роль, и часто во много раз превосходят сопротивление тела человека, особенно в сухом состоянии, что может порой спасти жизнь.
При прикосновении к корпусу установки, который по какой-то причине оказался под напряжением, если заземления нет, то весь ток пойдет через тело. Если заземление присутствует, то основная часть тока пойдет через землю, а через тело — лишь малая часть, это представляет меньшую опасность для жизни.
Шаговое напряжение
Если человек стоит на земле неподалеку от заземлителя, и по грунту протекает ток, то частично этот ток может потечь через ноги по телу человека — по петле нога — нога, то есть человек попадет под шаговое напряжение. Образуется последовательная цепь, состоящая из сопротивлений опоры, обуви и тела. Сопротивления обуви и опоры играют здесь решающую роль, и способны в сухом виде принять на себя большее напряжение, чем примет голое тело.