Электролиз крови

Поражение электрическим током

Электролиз крови

Широкое применение электрического оборудования на производстве и в разнообразной электротехники в быту способствует возрастанию уровня электротравматизма, которым сопровождается поражение электрическим током. Электрический ток при определенных условиях является опасным поражающим фактором, негативно воздействующим на человеческий организм. На рис. ниже показана кисть человеческой руки, травмированная электротоком.

Воздействие электротока на человеческий организм

Механизм негативного влияния электротока на человеческий организм является сложным и многообразным. При своем прохождении через тело ток оказывает следующие виды воздействий:

  1. Термическое воздействие, проявляющееся нагревом кожи и ткани внутренних органов вплоть до ожогов, приводящих к повреждениям кровеносных сосудов, нервных волокон и мозга и омертвению тканей участков тела. При термических воздействиях отмечаются резкие функциональные расстройства систем жизнеобеспечения человека, например, внезапно возникающие кровотечения;
  2. Электролитическое воздействие, вызывающее электролиз лимфатической жидкости и разложение крови, нарушая физико-химический состав всех тканей организма;
  3. Биологическое воздействие, выражающееся в нарушении нормального протекания биоэлектрических процессов, присущих живой материи. Действие биотоков, управляющих внутренними движениями тканей человеческого организма, нарушается, что приводит к непроизвольным противоестественным судорожным сокращениям сердечных мышц и легкого. Живые клетки и ткани, с которыми связана жизнеспособность организма, приходят в опасное возбуждение от воздействия тока и могут погибнуть;
  4. Механическое действие электрического тока, которое вызывает расслоение и разрыв тканей за счет взрывоподобного по скорости образования пара из крови и лимфатической жидкости. Механическое действие провоцирует сильнейшие сокращения мышц, вплоть до разрыва мышечных волокон;
  5. Световое действие, характеризующееся электроофтальмией после воздействия мощного потока ультрафиолетового излучения от вспышки электрической дуги. Внешние признаки поражения электрическим током проявляются воспалением наружной оболочки глаза.

На рис. ниже показан глаз с признаками электроофтальмии.

Проявления электроофтальмии

Понятие электротравмы

Виды поражения электрическим током

Патофизиологическим результатом разнообразных воздействий электротоков различной силы на человека является поражение электрическим током, трактуемое ГОСТ Р МЭК 61140-2000 «Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности…» как «…физиологическое воздействие проходящего через тело человека электрического тока» (п.3.1).

Весь комплекс изменений анатомических соотношений в организме, нарушений функций систем, органов и тканей, сопровождающийся соответствующей реакцией организма на действие протекающего через него тока принято называть электротравмой.

В обиходной речи электротравмой называют повреждения электрическим током, фиксируемые визуально (ожог) или по ответной реакции организма следующего вида:

  • ощущение механического толчка или удара, когда происходит поражение током;
  • мышечные судороги с болевым эффектом;
  • фибрилляция сердца, выражающаяся в нарушении работы сердечной мышцы, вплоть до остановки сердца и клинической смерти.

Обратите внимание! Вероятность поражающего травмирования электротоком относится к категории неявных опасностей, поскольку отсутствуют внешние атрибуты и признаки реальной грозящей опасности, чтобы люди могли бы заблаговременно их обнаружить при помощи органов чувств (например, по аналогии «горячий-холодный» или «тупой-острый» предмет).

Степень тяжести поражения от удара электрическим током, в зависимости от реакции организма, подразделяется следующим образом:

  1. Первая степень – мышечные судороги, повышается артериальное давление, сильное головокружение, но без потери сознания;
  2. Вторая степень – мышечные судороги и потеря сознания, которое быстро возвращается, но надолго сохраняется состояние испуга. Иногда наблюдается частичный паралич;
  3. Третья степень – судороги групп мышц, приводящие к разрывам мягких тканей и вывихам суставов. Нарушаются сердечная деятельность и дыхание, происходит потеря сознания. Из-за спазма ых связок пострадавший не в состоянии кричать, чтобы позвать на помощь;
  4. Четвертая степень – паралич дыхательной системы, фибрилляция сердечной мышцы. Клиническая смерть.

Важно! Клинической смертью называют переходный период, наступающий с момента остановки дыхания и работы сердца. У пострадавшего от удара током отсутствуют признаки жизни, его сердце не работает, дыхание отсутствует.

Однако при поражении током в период клинической смерти жизненные функции органов сразу не угасают, что дает шанс на сохранение жизни человеку, если вовремя оказать ему соответствующую помощь – искусственное дыхание и массаж сердца.

Классификация электротравматизма

Техника безопасности в обращении с электрическим током

Электротравмы классифицируют по следующим признакам:

  1. По месту получения травмы электротоком;

В общем случае определены три вида травматических поражений токами различного характера происхождения:

  • Производственные электротравмы – если человек пострадал на работе, работая с оборудованием, задействованным от электричества;
  • Бытовые травмы от электричества, полученные в бытовых условиях. В основном, бытовому электротравматизму подвержены домохозяйки и маленькие дети. Основные причины – игнорирование требований техники безопасности в обращении с бытовой техникой (стиральными машинами, электромикроволновками, утюгами);
  • Природные электротравмы – как результат воздействия природного электричества. Классический пример – удар молнией, представляющий собой разряд атмосферного электричества.

На рис. ниже показана типовая бытовая электротравма – ожог руки после удара током от неисправного электроприбора.

  1. По характеру действия тока (длительность воздействия);

Временной характер воздействия тока приводит к двум видам электротравматизма:

  • Мгновенным электротравмам, полученным от действия электрического разряда в течение короткого промежутка времени (так называемый удар током). Для них присущи опасные для жизни повреждения, требующие оказания срочной медицинской помощи;
  • Хроническому протеканию электротравматизма, связанному с длительным и незаметным влиянием электрических полей на человека. Например, хроническим электротравмам подвержен персонал, работающий вблизи мощных высоковольтных генераторов. Симптомы поражения хронического характера проявляются в повышенной утомляемости, треморе, повышенном артериальном давлении, нарушении сна, ухудшении памяти.
  1. По характеру поражения определены:
  • Местные электротравмы, характеризующиеся местным (локальным) повреждением определенной части тела;
  • Общие электротравмы, представляющие собой обширные поражения организма в результате протекания через него электрического тока. При общих электротравмах возможны остановки сердца и дыхания, приводящие к клинической смерти пострадавшего человека.

Согласно статистическим данным, повреждения от ударов током распределены следующим образом:

  • 20% всех случаев приходятся на местные электротравмы;
  • 25% – травмы общего характера;
  • 55% являются смешанными, в которых одновременно проявляются местные и общие поражения организма.

Виды местных электротравм

Местные электротравмы (далее по тексту МЭ) представляют собой ярко выраженные локальные нарушения анатомической целостности тканей, включая костные, вызванные поражающим действием электрического тока и дуги.

В большинстве случаев МЭ излечиваются, функции органов пострадавшего частично или полностью восстанавливаются. Случаи гибели людей от МЭ довольно редки, чаще всего смерть наступает от тяжелого ожога.

Опасность МЭ и сложность лечения оцениваются в соответствии со следующими факторами:

  • место, характер и степень повреждения ткани/тканей;
  • реакция организма на локальное повреждение.

Индивидуальные средства защиты от поражения электрическим током

Наиболее характерными являются следующие виды МЭ:

  1. Электроожоги, являющиеся результатом термической агрессии электротока при его протекании через тело;
  2. Электрические знаки (метки), представленные уплотненными участками бледно-желтого цвета в виде резко очерченных пятен на коже пострадавшего от удара током. Могут выглядеть как резаная или колотая рана либо как обугленный участок тела. На участке с электрической меткой кожа теряет чувствительность;
  3. Металлизация кожи, обусловленная проникновением в верхние слои человеческой кожи микрочастиц металла, расплавившегося при горении электрической дуги, или заряженных металлочастиц из ванн с электролитом;

Дополнительная информация. При коротком замыкании или отключении рубильника под нагрузкой образуется мощный тепловой поток, инициирующий расплавление металла токоведущих элементов. Возникающие при КЗ динамические силы разбрызгивают частицы расплавленного металла, которые разлетаются по сторонам с высокой скоростью.

  1. Механические повреждения как следствие неконтролируемых резких судорожных сокращений мышц при ударе током. Отмечаются вывихи суставов и разрывы связок, разрывы нервных волокон и кровеносных сосудов;
  2. Электроофтальмия.

Рассмотрим подробнее электроожоги как наиболее часто встречающиеся МЭ.

Электроожоги

На долю электроожогов приходится практически 60% всех МЭ. По условиям происхождения электроожоги разделяют на две категории травматизма:

  • токовые (или контактные) ожоговые травмы, возникающие в процессе протекания электротока непосредственно через человеческое тело при прямом контакте человека с токоведущими элементами;
  • дуговые ожоги, обусловленные поражением от электрической дуги.

На рис. ниже приведен пример вспышки дуги, зафиксированной камерой видеонаблюдения.

Токовые ожоги возникают в электроустановках с небольшим напряжением, не превышающим 2 кВ. При более высоких напряжениях обычно образуется искра или дуга, которые становятся причиной ожога. По степени тяжести поражения токовые ожоги подразделяют следующим образом:

  1. I степень – незначительные повреждения верхних слоев кожного эпидермиса, покраснения и припухлость кожи без образования волдырей. Травма легко залечивается в домашних условиях, иногда даже не требует лечения;
  2. II степень – наряду с обычным повреждением верхнего слоя на коже выступают волдыри, заполненные желтоватым экссудатом (в обиходе волдыри от ожога просто называют пузырями). При небольших участках ожога вполне достаточно стационарного лечения на дому;
  3. III степень – кожа поражена по всей толще с развитием некроза, не допускающего ее самостоятельной регенерации (омертвление кожи и подкожной клетчатки);
  4. IV степень –полное некротическое поражение кожи, клетчатки, мышц, костей и сухожилий. Визуально последствия выражены обугленными конечностями и другими участками тела.

Важно! Для лечения ожогов III и  IV степени требуется хирургическое вмешательство.

На рис. ниже проиллюстрированы степени ожоговых повреждений электротоком.

Степени тяжести электроожогов

Для возникновения дуговых ожогов нет необходимости в прохождении тока через человека. При горении дуги образуется мощный поток тепловой энергии, способный нанести сильнейшие ожоги вплоть до III и IV степени тяжести.

Общие электротравмы

Для общих электротравм (далее по тексту ОЭ) характерно поражение двух и более участков тела или сразу нескольких внутренних органов. Прямую угрозу жизнедеятельности организма представляют нарушения нормального функционирования различных систем жизнеобеспечения, включая работу сердца, мозга и центральной нервной системы.

Повреждающие возможности электрического тока зависят от следующих основных факторов:

  1. Рода тока (переменный или постоянный) и частоты тока;
  2. Силы тока и величины приложенного напряжения;
  3. Продолжительности действия тока;
  4. Пути электротока;

Принято выделять следующие петли вероятного прохождения тока через организм (см. рис. ниже):

  • поз. 1 – «рука-рука»;
  • поз. 2 – «левая рука-ноги»;
  • поз. 3 – «правая рука-нога»;
  • поз. 4 – «руки-ноги»;
  • поз. 5 – «нога-нога»;
  • поз. 6 – «голова-ноги»;
  • поз. 7 – «голова-рука»;
  • поз. 8 – «голова-нога».

Возможные пути тока через организм

Наиболее опасными по степени поражения считаются петли «голова-рука» (поз. 7) и «голова-нога» (поз.8), для которых характерно прохождение тока через головной и спинной мозг. Наименее опасной считается петля «нога-нога» (поз. 5), практически не затрагивающая жизненно важные органы.

  1. Сопротивления человеческого тела и состояния кожного покрова;
  2. Индивидуальных особенностей человеческого организма;
  3. Влажности окружающего воздуха.

Несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током, можно избежать, если строго соблюдать требования техники безопасности при эксплуатации электрооборудования или не пользоваться неисправными бытовыми электроприборами (например, в быту часто пренебрегают аккуратным подсоединением проводов к розеткам, пользуясь оголенными проводами, что чревато электротравмой). Правильное проектирование, монтаж или ремонт электрических устройств обеспечивают их безопасную эксплуатацию.

На рис. ниже показано опасное подсоединение проводов к розеткам.

Опасное подсоединение к розеткам

Источник: https://amperof.ru/bezopasnost/porazhenie-elektricheskim-tokom.html

Значение электролитов в крови и норма их содержания

Электролиз крови

Электролиты — не любые вещества в крови, а только те, которые могут существовать в организме в форме солей, кислот или щелочей. Они распадаются и образуют мелкие частицы с противоположными зарядами:

  • отрицательные анионы (хлориды, бикарбонаты, фосфаты, органические кислоты);
  • положительные катионы (натрий, кальций, калий, магний).

Все биохимические процессы сопровождаются изменением электрической проводимости.

Зачем нужны электролиты

Функции электролитов очень многообразны:

  • перенос молекул воды из кровеносных сосудов в ткани;
  • поддерживание определенной осмолярности в плазме (концентрации растворенных веществ);
  • активирующее воздействие на ферменты;
  • обеспечение оптимальной кислотности в крови.

Где находятся электролиты

Расположением электролитов объясняются биоэлектрические процессы. Часть из них находится внутри клеток, другие — в межклеточном пространстве. Они образуют и поддерживают электрический потенциал.

Получается, что оболочка каждой клетки является мембраной, проницаемость которой зависит от расположения, количества анионов и катионов. С их помощью ненужные отработанные вещества выбрасываются изнутри наружу, а необходимое питание поступает внутрь клетки.

Работой организма руководят вещества, составляющие меньше 1% плазмы крови

Для передвижения самих электролитов клетки тратят до 40% вырабатываемой энергии. За процесс переноса отвечают специальные транспортные белки. Без биоэлектрического потенциала невозможен обмен веществ, работа мышц, возникновение и передача импульса по нервным путям, сокращение клеток миокарда.

Каким способом проводят лабораторное определение

Биохимический анализ крови для определения растворенного в плазме химического элемента существует в двух вариантах:

  • Весовой метод — основан на цепи химических реакций с сывороткой крови пациента, конечным итогом которых является образование нерастворимого соединения (осадка). С помощью очень чувствительных приборов он взвешивается. Перерасчет на чистое вещество производится, исходя из состава и формулы вещества.
  • Фотоэлектрокалориметрирование — в методе важно получить цветовую реакцию раствора с плазмой. По степени окрашивания (интенсивности) судят о растворенном веществе. Часто применяют сравнение со стандартными растворами.

Количество химических элементов определяется в установленных международной измерительной системой единицах — ммоль/л. Расчет связан с молекулярным весом конкретного элемента.

Анализатор электролитов быстро сам распечатывает результат

Современное лабораторное оборудование позволяет проводить экспресс-методики с быстрой выдачей результата.

Когда назначают проверку крови на состав электролитов

Анализ крови на электролиты необходим при заболеваниях, в основе которых лежат нарушенные обменные процессы. Необходимые организму химические вещества «вымываются» вместе с потерей жидкостей при длительной рвоте, поносах, кровопотере, обширных ожоговых поверхностях.

Другие соли накапливаются, из-за их высокой концентрации нарушаются обменные процессы. Особенно чувствительны к подобным колебаниям дети и старики. У них нарушен механизм компенсации.

Поэтому, в зависимости от результата анализа, врач решает: следует ли ввести внутривенно солевой раствор с необходимыми химическими соединениями или, наоборот, нужно с помощью мочегонных средств способствовать их выводу.

Режим работы лаборатории по приему анализов согласован с оптимальными сроками

Анализ следует сдавать утром до еды, в спокойном состоянии. Забор крови проводится из локтевой вены.

Рассмотрим роль отдельных электролитов, в зависимости от уровня в крови.

Зачем нужен калий

Кроме участия в поддержании водного баланса, калий снабжает клетки мозга кислородом, выводит шлаки. Этот элемент вместе с натрием и магнием играет решающую роль в обеспечении достаточной силы сердечных сокращений, нормального ритма.

Концентрация калия в крови зависит только от поступления с пищевыми продуктами и скорости его выведения почками, кишечником, потовыми железами.

Продукты, максимально содержащие калий: курага, изюм, дрожжи, отруби, семечки, картофель, орехи.

Нормативы зависят от возраста:

  • у ребенка до года — от 4,1 до 5,3 ммоль/л;
  • до 14 лет — от 3,4 до 4,7;
  • у взрослого — от 3,5 до 5,5.

От полового признака зависимости не выявлено.

Повышение уровня калия происходит:

  • во время голодания, когда разрушаются клетки крови;
  • при судорогах;
  • при тяжелых распространенных ожогах;
  • на фоне общего обезвоживания, накопления кислотных остатков со сдвигом баланса в кислую сторону;
  • при почечной и надпочечной недостаточности;
  • в шоковом состоянии;
  • при избыточном поступлении с пищей солей калия;
  • во время лечения противоопухолевыми и противовоспалительными препаратами.

Недостаток возможен:

  • при физических и эмоциональных перегрузках, стрессах;
  • под действием значительных доз алкоголя, кофе, приема сладкого;
  • от мочегонных средств;
  • при использовании диет для похудения;
  • при массивных отеках;
  • рвоте и поносах, связанных с нарушением работы кишечника или инфекцией;
  • в случаях гиперфункции гипофиза;
  • в связи с недостатком магния.

Сухофрукты необходимы для поддержания уровня калия

Роль натрия

Натрий необходим для роста организма, предупреждения солнечного или теплового ударов, работы периферических нервных стволов и мышц, поддержания других электролитов в растворенном состоянии.

Поступает с пищей. Наиболее богаты по содержанию: пищевая соль, морепродукты, свекла, морковь, мясо почек, телятина.

Нормальное содержание натрия не зависит от возраста и пола: от 136 до 145 ммоль/л.

Повышение натрия происходит при:

  • патологии коры надпочечников, гипоталамуса;
  • избыточном приеме соленой пищи;
  • лечении анаболическими стероидами, андрогенами, эстрогенами;
  • приеме контрацептивов.

Советуем вам прочитать:
Факторы, влияющие на состав крови

Недостаток натрия наблюдается при:

  • питании несоленой пищей;
  • потере жидкости с потом, рвотой, поносом;
  • высокой температуре;
  • приеме большой дозы мочегонных средств;
  • недостаточности надпочечников;
  • сахарном диабете;
  • недостаточности сердца и почек;
  • циррозе печени.

Зачем нужен хлор

Хлор управляет кислотно-щелочным составом крови, поддерживает нужную концентрацию веществ в жидкостях организма, участвует в пищеварении, помогает печеночным клеткам.

Максимальное содержание — в оливках, обычной пищевой соли.

Норматив не зависит от возраста и пола: от 98 до 107 ммоль/л.

Уровень хлора повышается при:

  • ощелачивании крови;
  • почечной недостаточности;
  • повышенной активности коры надпочечников;
  • несахарном диабете.

Недостаток хлора определяется при:

  • значительном увеличении приема жидкости;
  • рвоте и усиленном потоотделении;
  • передозировке мочегонных средств;
  • травматическом повреждении головного мозга;
  • состоянии ацидоза (кома).

Дефицит проявляется значительным выпадением волос и зубов.

Роль кальция

Кальций вместе с магнием и калием отвечает за правильное функционирование системы сердца и сосудов. Он необходим в организации усвоения железа, участвует в регуляции обменных процессов, входит в структуру ферментов и витаминов. Кальций нужен для построения костной ткани, нормальной свертываемости крови. Усваивается только при достаточном количестве витамина D.

Кальций в достаточном количестве содержится: в молочных продуктах, чесноке, бобовых, семечках и орехах, зелени, редьке.

Такие пищевые продукты, как щавель, шпинат, шоколад мешают усвоению кальция.

Практически весь запас кальция в организме помещен в зубы и кости, в сыворотке содержится только около 1%.

Нормальное содержание кальция: от 2,15 до 2,5 ммоль/л вне зависимости от возраста и пола.

Повышенный уровень наблюдается при:

  • повышении активности паращитовидных желез;
  • разрушении костной ткани опухолью или метастазами;
  • тиреотоксикозе;
  • туберкулезе позвоночника;
  • почечной недостаточности;
  • большом поступлении витамина D.

Недостаток кальция определяется при:

  • рахите;
  • остеопорозе;
  • гипотиреозе;
  • панкреатите;
  • печеночной и почечной недостаточности;
  • лечении противоопухолевыми и антисудорожными лекарственными препаратами;
  • истощении.

У пациентов наблюдаются частые переломы, нервозность, судороги в мышцах, нарушение сна.

Зачем необходим магний

Электролит магний работает в организме в группе с калием, кальцием. Он нужен для сердечных сокращений, образования и передачи нервного импульса, получения энергии из глюкозы. Элемент незаменим в отлаженной работе коры головного мозга, предупреждении стрессовых реакций.

Магний не дает солям кальция выпадать в осадок (предупреждение мочекаменной болезни, камней в желчном пузыре).

Магний содержится: в овсянке, отрубях, семечках тыквы, орехах, рыбе, бананах.

Его усвоение нарушает алкоголь, мочегонные средства, лекарства из эстрогенов, контрацептивные средства.

За норму принято от 0,65 до 1 ммоль/л.

Магний в крови повышен при:

  • снижении активности щитовидной железы;
  • почечной и надпочечниковой недостаточности;
  • обезвоживании;
  • передозировке лекарственных препаратов, содержащих магний.

Снижение уровня магния наблюдается при:

  • различных голодных диетах;
  • нарушенном усвоении из-за болезней кишечника;
  • поражении поджелудочной железы;
  • тиреотоксикозе;
  • рахите;
  • хроническом алкоголизме.

Диета, богатая магнием, назначается после инсульта, инфаркта миокарда

Уровень магния снижается параллельно с кальцием. Дефицит при беременности может служить причиной токсикоза, выкидыша. У кормящих матерей возникает избыточная лактация.

Для обеспечения здоровья организма, кроме перечисленных элементов, важное значение имеет фосфор, железо и множество других микроэлементов. Они накрепко связаны в метаболизме, входят в химический состав ферментов, витаминов, белковых соединений. Изменение одного ведет к нарушению концентрации других веществ.

Создатели лекарственных средств предусмотрели одновременные комплексы калия, магния и фосфора, витамина D и кальция. Важное значение для предупреждения дефицита придается полноценному питанию.

Источник: https://icvtormet.ru/krov/znachenie-elektrolitov-krovi-norma-soderzhaniya

Устройство для электролиза крови

Электролиз крови

Изобретение относится к медицине, а именно к области детоксикации организма, а также к области восстановления неравновесных радикалов в организме.

Известен способ насыщения крови водородом при внутреннем потреблении воды, насыщенной водородом, выделяющимся при коррозии металлического магния в воде, с целью восстановления неравновесных радикалов в организме, накапливающихся в организме при химиотерапевтическом лечении в онкологии [О здоровье, водороде и воде. (Новые технологии) NewKaPo.Ru http://fejavod.jimdo.com/]. Однако этот метод трудноуправляем и трудно обеспечить заранее заданную концентрацию газа в крови (Япония).

Известен синтез водорода путем электролиза воды с использованием инертных электродов [Н.П. Федотьев. Прикладная электрохимия. Л., Химия, 1967, стр. 346].

Этот способ наиболее близок к предлагаемому изобретению. Способ осуществляется проведением электрохимического окисления воды в электрохимической ячейке на плоскопараллельных платиновых электродах.

Однако этот способ трудно осуществить в кровеносном сосуде.

Известно устройство детоксикации организма по патенту РФ №2229300, опубл. 27.05.2004, по которому проводят электролиз крови на поверхности платинового электрода, включенного по биполярной схеме и введенного в кровеносный сосуд вдоль его оси.

При этом постоянный ток пропускают через систему с помощью двух дополнительных электродов, наложенных на поверхность кожи пациента у концов платинового проволочного электрода.

Однако с помощью указанного устройства проводится только синтез в крови гипохлорита натрия как дезинфектанта.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет избирательного синтеза либо только водорода, либо только гипохлорита в токе крови.

Технический результат заключается в возможности раздельного получения в крови либо только водорода, либо только гипохлорита.

Указанная задача достигается тем, что в устройстве для электролиза крови, состоящем из электрода в виде проволоки для введения в полость кровеносного сосуда вдоль его оси и вспомогательных электродов, соединенных с источником постоянного электрического тока, согласно изобретению платиновая проволока одной частью вводится в кровеносный сосуд, а оставшейся частью вводится внутрь вспомогательного сосуда, при этом один из вспомогательных электродов расположен на кожном покрове, а второй погружен в этот сосуд с раствором электролита, причем сосуд имеет в донной части пористую мембрану, обеспечивающую электрический контакт между кожным покровом и раствором электролита в сосуде.

Конструкция устройства в схематичном виде изображена на фиг.1.

Устройство состоит из проволочного электрода 1, одна часть которого погружена в кровеносный сосуд 2, а вторая часть погружена в накладной сосуд 3 с раствором электролита 4. В донной части сосуда 3 смонтирована пористая диафрагма 5, проницаемая для раствора 4.

В раствор 4 погружен дополнительный электрод 6, а второй дополнительный электрод 7 наложен на поверхность кожного покрова 8 вблизи конца проволочного электрода 1, погруженного в кровь.

Электроды 6 и 7 через контакты 9 соединены источником постоянного тока (не показан), а сосуд 3 установлен на кожный покров 8 со стороны, противоположной месту наложения электрода 7, с возможностью электрического контакта раствора 4 с кожным покровом через пористую диафрагму 5.

Устройство работает следующим образом.

Проволочный электрод 1 вводится одной частью в кровеносный сосуд 2 вдоль его оси. Вторая часть проволочного электрода, оставшаяся снаружи, вводится через пористое дно 5 в накладной сосуд 3 и располагается параллельно его донной части.

Внутри накладного сосуда 3 находится раствор электролита 4, в раствор 4 погружен дополнительный электрод 6. Второй дополнительный электрод 7 наложен на кожный покров 8. Дополнительные электроды 6 и 7 присоединены при помощи контактов 9 к источнику постоянного электрического тока.

В этой цепи кожный покров 8 совместно с пористым дном 5 выступают в роли пористой диафрагмы, разделяющей электродные пространства, образованные двумя половинами проволочного электрода 1.

Таким образом, пористое дно 5 обеспечивает электрический контакт между раствором 4, кожным покровом 8 и соответственно с внутренними тканями организма.

При протекании электрического тока между электродами 6 и 7 по тканям организма происходит поляризация лежащего на пути линий тока проволочного электрода 1 таким образом, что часть проволочного электрода 1, погруженного в кровь в кровеносном сосуде 2, поляризуется до потенциала, знак которого противоположен знаку электродного потенциала электрода 7. Вторая часть проволочного электрода 1, находящаяся над поверхностью кожного покрова 8 и погруженная в раствор электролита 4 внутри накладного сосуда 3, поляризуется до потенциала, знак которого противоположен знаку электродного потенциала электрода 6.

Таким образом, проволочный электрод 1 поляризуется по биполярной схеме так, что один его конец поляризован катодно, а в второй конец – анодно. При этом на поверхности одной части проволочного электрода 1 протекают процессы окисления, а на второй его части – процессы восстановления.

В зависимости от полярности электрода 7 на конце проволочного электрода 1, погруженного в кровь в кровеносном сосуде 2, будет протекать либо процесс окисления иона хлора, входящего в состав плазмы крови, с образованием гипохлорит-иона.

Либо будет протекать процесс восстановления молекулы воды с образованием элементарного водорода.

Соответственно противоположные электродные процессы будут протекать в накладном сосуде 3 на поверхности той части электрода 1, которая погружена в раствор 4.

Следовательно, условия работы электрода 1 моделируют условия работы биполярного электрода, разделенного двойной диафрагмой 5 и 8, исключающей проникновение продуктов электролиза из одного электродного пространства в другое.

Такая схема электролиза позволяет синтезировать в токе крови либо только гипохлорит-ион, когда необходима только детоксикация организма, либо только элементарный водород, когда необходимо восстановление в организме неравновесных радикалов.

Пример 1

Проводили сравнительные испытания терапевтического эффекта прямого электрохимического окисления крови в случае стафилококковой инфекции у двух кроликов.

Кроликам подкожно, с наружной стороны левой ушной раковины, вводили 2 млрд. суточную взвесь культуры β-гемолитического плазмокоагулирующего S.

aureus в дозе 0,3 мл с целью получения локального гнойного воспаления. На вторые сутки у кроликов развилось воспаление.

На 3 и 4 день после введения микробной суспензии один раз в сутки в краевую вену уха опытного кролика вводили платиновую проволоку диаметром 0,2 мм на глубину 15 мм. Выше и ниже краевых участков проволоки, погруженной в кровь, вдоль вены, на поверхность уха в указанные дни накладывали электроды и пропускали постоянный ток силой 2 миллиампера в течение 15 минут.

Другой кролик – контрольный и не подвергался вышеописанным манипуляциям. Наблюдение за животными проводили в течение 3 недель. Опытных кроликов в период наблюдения биопрепаратами не лечили.

У опытного и контрольного кроликов процесс воспаления шел по эксудативно-профилеративному типу с образованием у опытного кролика через 14 дней и у контрольного через 18 дней инкапсулированных очагов.

Таким образом, воздействие на ткани очага воспаления гипохлоритом, синтезированным в токе крови из хлоридов плазмы, под действием электрического тока способствовало более быстрому восстановлению тканей с прекращением воспалительного процесса в коже и подкожной клетчатке.

Пример 2

Испытывали терапевтическую эффективность синтезированного в кровяном русле гипохлорита при лечении катальной бронхопневмонии у телят. Были отобраны 4 теленка 3-месячного возраста с катаральной бронхопневмонией, из которых два были контрольными, а два – опытными.

Контрольным телятам внутримышечно вводили стрептомицина сульфат два раза в день в дозе 3 мг/кг.

Опытным телятам в яремную вену вводили платиновую проволоку длиной 100 мм и диаметром 0,2 мм. Выше и ниже краевых участков проволоки, погруженных в кровь, вдоль вены, на кожные участки накладывали два электрода, обернутых в марлю, смоченную физраствором. Через электроды пропускали постоянный электрический ток силой 2 миллиампера в течение 15 минут.

У опытных телят эта манипуляция проводилась трехкратно, с интервалом через сутки. У них после первого и второго воздействия отмечали переход кашля во влажный, смягчение векзикулярного дыхания, снижение температуры тела.

Через 1-2 суток после третьего сеанса в группе опытных животных наблюдалось сглаживание симптомов болезни до полного выздоровления. Выздоровление телят контрольной группы отмечали в более поздние сроки.

Телята из контрольной группы болели более тяжело, и симптомы болезни исчезали в сроки более продолжительные, чем у животных опытной группы.

Пример 3

Моделировали условия работы протяженного электрода в условиях кровеносного сосуда и накладного электрода.

Измеряли распределение электродного потенциала по длине платинового проволочного электрода, размещенного на дне горизонтального канала из оргстекла сечением (4×4) мм и длиной 150 мм, заполненного физиологическим раствором.

Проволочный электрод поляризовался по биполярной схеме с помощью двух дополнительных электродов, погруженных в раствор вблизи концов проволочного электрода.

Канал разделен на две равные части с помощью фрагмента свиной кожи, выполняющей роль пористой диафрагмы. Проволочный электрод пропущен сквозь диафрагму.

Такое включение имитирует размещение проволочного электрода в двух средах: одна его половина имитирует размещение его в кровеносном сосуде, а вторая имитирует его размещение в выносном (накладном) сосуде, имеющем электрический контакт с тканями и кровеносным сосудом через донную часть сосуда и через кожный покров.

На кривой зависимости потенциал – длина электрода отмечены две ступени: одна при потенциале минус 450 мВ по водородной шкале и вторая при потенциале плюс 1300 мВ. При этом одна ступенька расположена по одну стороны от диафрагмы, а вторая – по ее другую сторону. Первой из них соответствует начало выделения водорода в нейтральной среде, а второй – начало выделения хлора.

Видно, что при разделении электродных пространств процессы выделения хлора и водорода разделены между собой пространственно диафрагмой и протекают в гидродинамически разделенных частях раствора, соединенных электрически.

Устройство для электролиза крови, состоящее из электрода в виде проволоки для введения в полость кровеносного сосуда вдоль его оси и вспомогательных электродов, соединенных с источником постоянного электрического тока, отличающееся тем, что платиновая проволока одной частью вводится в кровеносный сосуд, а оставшейся частью вводится внутрь вспомогательного сосуда, при этом один из вспомогательных электродов расположен на кожном покрове, а второй погружен в этот сосуд с раствором электролита, причем сосуд имеет в донной части пористую мембрану, обеспечивающую электрический контакт между кожным покровом и раствором электролита в сосуде.

Источник: https://findpatent.ru/patent/256/2566199.html

Действие электрического тока на организм человека

Электролиз крови
Категория: Оборудование для производства

Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, но по числу случаев со смертельным исходом занимает одно из первых мест.

Из каждых 100 расследованных случаев, связанных с электрическим током, 90 заканчиваются летальным исходом. Вот почему обслуживание-электрических установок относят к работам, выполняемым в условиях повышенной опасности.

Опасность поражения электрическим током усугубляется еще и тем, что пострадавший не может сам оказать себе помощь.

Действие электрического тока на человека носит сложный и разнообразный характер. При замыкании электрической цепи через организм человека ток оказывает термическое, электролитическое, биологическое и механическое воздействие.

Термическое действие тока проявляется в виде ожогов как наружных участков тела, так и внутренних органов, в том числе кровеносных сосудов и нервных тканей. Электроожоги излечиваются значительно труднее и медленнее обычных термических, сопровождаются внезапно возникающими кровотечениями, омертвением отдельных участков тела.

Тело человека является проводником электрического тока. Однако разные ткани тела оказывают току неодинаковое сопротивление. Большое сопротивление оказывают кожа, особенно ее верхний слой, называемый эпидермисом, кости и жировая ткань.

Малое сопротивление оказывают внутренние органы, головной и спинной мозг, кровь, оголенные мышцы. Сопротивление Rlt зависит от пола и возраста людей. У женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей – меньше, чем у взрослых, у молодых людей – меньше, чем у пожилых.

Объясняется это толщиной и степенью огрубения верхнего слоя кожи.

Сопротивление тела человека воздействию электрического тока -величина переменная и зависит от многих факторов, в том числе от параметров электрической цепи, физиологического состояния человека, условий окружающей среды и т. п.

Во всех расчетах по обеспечению электробезопасности принимают 1000 Ом, т. е.

такое сопротивление, когда человек находится в наихудших для себя условиях (нервно-психическое или болезненное состояние, повышенная влажность окружающей среды, наличие большого числа металлических конструкций и т. п.).

Основным поражающим фактором является сила электрического тока, проходящего через тело человека.

Человек начинает ощущать воздействие переменного тока величиной 0,5 … 1,5 мА (1 А = 103 мА). Это порог ощутимого тока, который не представляет серьезной опасности, так как человек самостоятельно может нарушить контакт с токоведущей частью электроустановки.

Величину тока 10 … 15 мА называют порогом неотпускающего тока. Эта величина тока при промышленной частоте 50 Гц вызывает непроизвольное сокращение мышц кисти руки и предплечья, сопровождающееся резкой болью.

При воздействии этого тока на организм человек не может разжать руку, отбросить от себя провод, т. е. он не в состоянии самостоятельно нарушить контакт с токоведущей частью и оказывается как бы прикованным к ней.

Ток 40 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему, вызывает фибрилляцию сердца. Фибрилляция – это такое состояние сердца, когда оно перестает сокращаться как единое целое в определенной последовательности. При этом происходят отдельные подергивания волокон сердечной мышцы, насосная функция сердца прекращается.

Отсутствие кровообращения вызывает в организме недостаток кислорода, что в свою очередь приводит к прекращению дыхания. Такое состояние человека называют клинической смертью -переходным периодом от жизни к смерти.

Однако в этот период почти во всех тканях организма еще продолжаются слабые обменные процессы, достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности. При клинической смерти первыми начинают погибать чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связаны сознание и мышление.

В связи с этим длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток головного мозга. В большинстве случаев это время составляет 4 … 5 мин, но не более 7 мин.

Человека, находящегося в состоянии клинической смерти, вернуть к жизни можно, оказав ему оперативную помощь. При доступе свежего воздуха необходимо сделать искусственное дыхание или использовать дефибриллятор – аппарат для прекращения фибрилляции.

Ток 100 мА (0,1 А) считается смертельным, так как происходят немедленная остановка сердца и паралич дыхания.

Тело человека имеет участки, особенно уязвимые к воздействию электрического тока, так называемые акупунктурные точки. Их электрическое сопротивление всегда меньше других зон тела. Наиболее уязвимыми являются тыльная часть кисти, рука на участке выше кисти, шея, висок, спина, передняя часть ноги, плечо.

Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени действия тока резко снижается сопротивление организма , а величина тока, прошедшего через тело, возрастает при постоянном напряжении электрической сети

Электролитическое действие тока вызывает электролиз крови и лимфатической жидкости, в результате чего нарушается их химический состав и ткани организма в целом.

Биологическое воздействие выражается в раздражении живых тканей организма. Электрический ток нарушает действие биотоков, управляющих внутренним движением ткани, вызывает непроизвольное, противоестественное судорожное сокращение мышц сердца и легких.

Механическое действие тока, на организм является причиной электрических травм. Характерными видами электротравм являются ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия, разрывы тканей, вывихи суставов и переломы костей.

Ожоги бывают двух видов – токовый, или контактный, и дуговой. Токовый ожог возникает в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.

Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой и большой энергией.

Дуговой ожог возникает в электроустановках различных напряжений, часто является следствием случайных коротких замыканий, отключений разъединителей и рубильников под напряжением.

В этом случае дуга может переброситься на человека и через него пройдет ток большой величины – до нескольких десятков ампер.

Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и их лечение заканчивается благополучно.

Металлизация кожи – проникновение в ее верхние слои мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и болезненные ощущения исчезают.

Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги. При поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным.

Разрывы тканей, вывихи суставов и переломы костей могут произойти в результате резких, непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока или при падении вниз при выполнении работ на электроустановке, расположенной на высоте.

Исход поражения электрическим током во многом зависит от индивидуальных особенностей человека. Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят воздействие электрического тока, чем больные и слабые.

Повышенной восприимчивостью к току обладают лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции и др.

Состояние возбуждения нервной системы, депрессии, утомления, опьянения способствует более тяжелому исходу электротравматизма.

Действие электрического тока не всегда проходит бесследно, возможны отдаленные последствия электротравмы. Наблюдались случаи развития диабета, заболеваний щитовидной железы, половых органов, органического изменения сердечно-сосудистой системы и вегетативно-эндокринного расстройства.

Источник: https://znaytovar.ru/s/Dejstvie-elektricheskogo-toka-n.html

Терапевт Шубин
Добавить комментарий