БИОФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРООЛЬФАКТОГРАММЫ
Комаров А. Н.
Государственный научный центр пульмонологии Минздрава России, Санкт-Петербург
При нормальном физиологическом
состоянии объекта электроольфакгограмма, многофазное медленное
изменение трансэпителиального потенциала сенсорной области эпителия
носовой полости в ответ на ольфакторную стимуляцию, выражается
в снижении поверхностного потенциала эпителия с постепенным восстановлением
в течение 2-10 с. Электрический потенциал на поверхности является
интегральным показателем состояния обонятельной выстилки: соотношения
рецепторных, бокаловидных, опорных и базальных клеток, высоты
обонятельного эпителия, активности жгутиков, состава обонятельной
слизи. Математическая модель процесса получения электроольфактограммы
ставит в соответствие основному измеряемому параметру - электрическому
напряжению - выражения, устанавливающие связь между векторами
состояния и активного воздействия. Внутренняя группа параметров
модели описывает обонятельную выстилку через эквивалентные распределенные
электрические величины: трансэпителиальный ток, емкость и индуктивность,
внутреннее сопротивление тканей, контактные емкости и сопротивления.
Внешняя группа параметров модели включает в себя контактный поляризационный
потенциал электродов первичного измерительного преобразователя,
его входное сопротивление и входной ток. Связь между векторами
состояния объекта исследования, измерительного преобразователя
и активного воздействия представлена системой дифференциальных
уравнений второго порядка и оптимизирована по точности и величине
вторичного активного воздействия. Критерием точности измерения
является погрешность между модельными значениями параметров состояния
объекта и нормированными значениями, полученными в серии прямых
измерений. В качестве критерия вторичного воздействия использован
функционал, отражающий величины входного тока преобразователя
и вызванное влиянием измерительной системы сенсора изменение трансэпителиального
потенциала. Для первичного измерительного преобразователя использована
схема компенсации отклонения потенциала с управлением от внешнего
сигнала. Данная математическая модель позволяет построить биотехническую
систему определения текущего состояния и динамики изменения всего
комплекса пассивных и активных электрических параметров обонятельного
эпителия в процессе развития реакции последнего на одорант без
пропускания через нее внешнего электрического тока.