Aplicaciones médicas

Fundamentos de la electricidad – Aplicación médica
Entre la historia de cuando la electricidad empezó a usarse en la Medicina, podemos destacar 2 hallazgos:
La invención de la botella de Leyden.
La construcción de máquinas electrostáticas.
Estos descubrimientos permitieron observar el efecto motor de las descargas eléctricas en el organismo.
En 1749 en París, Francia el abate Mollet hizo el primer experimento con una descarga eléctrica a Luis XV. Pero no es sino hasta 1780 cuando Luigi Galvani, anatomista italiano, descubrió que la corriente eléctrica excitaba los nervios motores. Este descubrimiento dio origen a largas discusiones sobre la relación entre las propiedades de los nervios y la electricidad. Entonces, Galvani observó por primera vez, que una descarga eléctrica sobre las patas de una rana muerta producía contracciones de los músculos afectados. Una inspección posterior que él realizó lo llevó a creer que la estimulación se producía cuando el músculo tocaba simultáneamente dos metales distintos. Galvani pensó que la electricidad producida se generaba en el músculo, observación que resultó errónea, aunque no sería él quien descubriera el error. Veinte años más tarde, en 1800, Alessandro G. Volta supuso lo contrario, es decir, que era el contacto entre metales distintos lo que generaba la electricidad. Esta idea fue el comienzo de una gran revolución en el tema, que tendrá notables resultados, en otras áreas, como es el caso de la radiología.
Otro avance significativo en electricidad se da en 1895 cuando se toma la primera radiografía en Europa, por el investigador alemán Wilhem Roentgen.











Fuerzas eléctricas – Aplicación Médica
El Nodo sinusal es un área de minutos del músculo del corazón humano, que desempeña un papel crucial en el funcionamiento global del corazón.
Funciones
El nodo sinusal es el marcapasos natural o primaria del corazón. La función principal del nodo sinusal se regula el ritmo cardíaco, de acuerdo con las necesidades del cuerpo. Permanece en asociación con el sistema nervioso autónomo (SNA). Una parte del sistema nervioso central, la ANS hace la función de regular las acciones involuntarias del músculo cardíaco, músculo liso y glándulas. El nodo sinusal actúa de acuerdo a la orden o la entrada hecha por el sistema nervioso autónomo.
Con el fin de iniciar las fases del ciclo cardiaco, La primera ANS dispara el nodo sinusal para la generación de los impulsos cardíacos. En general, la tasa de latidos por minuto cae entre 60-100. Los impulsos eléctricos que tienen sus raíces en el nódulo SA se expanden de una celda a celda de al lado, hasta que sean recibidos por el nodo auriculoventricular (nodo AV). El nodo AV es otro grupo de células, presente entre las aurículas y los ventrículos. Por este tiempo, las aurículas se contrae completamente, y las señales son más pasa a las paredes del ventrículo para iniciar la contracción ventricular.
Cuando una persona realiza ejercicios o actividades físicas rigurosas, del SNA envía el mensaje al nodo sinusal a través del nervio simpático. En consecuencia, el nódulo sinusal genera impulsos eléctricos a un ritmo rápido, que después de pasar el sistema de conducción cardiaco y el músculo del corazón, estimular la contracción. Los mismos pasos someterse repetidamente, dando como resultado más rápidos latidos del corazón, lo que aumenta el suministro de oxígeno a las partes del cuerpo. Así, con el fin de satisfacer los requerimientos de oxígeno de las células del cuerpo, el ritmo cardíaco de la persona se incrementa durante el ejercicio. Por el contrario, el oxígeno necesario durante el reposo es baja, y la frecuencia cardiaca en reposo en consecuencia es más lenta (60-70 latidos por minuto) en comparación con la lectura medida durante el ejercicio.




Campos eléctricos – Aplicación médica
El cuerpo humano es un gran campo electromagnético en su totalidad. Es un cuerpo de energía, y la visión que tenemos de él como de una estructura de carne y hueso es sólo la representación que hace nuestro cerebro de las señales que recibe nuestro aparato perceptual. La forma, el color, el olor y el sabor de nuestro cuerpo, son sólo representaciones virtuales de nuestro cerebro de estas señales, del mismo modo que nuestro televisor recibe señales radioeléctricas que transforma en imágenes y sonidos.
Como éstos campos biológicos o bioplasmáticos son extremadamente tenues, de muy bajas frecuencias, (todas las células vivas tienen una carga eléctrica de entre 70 y 90 milivoltios) se miden en Teslas. El rango de nuestros campos magnéticos biológicos es de 10-9T (nanoteslas) hasta 10-15 T (femtoteslas).
Toda carga eléctrica en movimiento genera campos magnéticos. En nuestro cuerpo, el latido del corazón y de todos nuestros órganos.
El campo electromagnético de cada célula es también una barrera de protección, otro escudo como el de su membrana, pero que defiende a cada una de nuestras células, haciéndolas "resonar en armonía" y acercándolas a otros microorganismos o moléculas beneficiosas, y logrando un rechazo de otras que podrían ser destructivas.
Los iones de potasio y sodio son los que mantienen el equilibrio eléctrico de la membrana celular. El potasio, desde dentro, se magnetiza con los iones de sodio del exterior de la membrana. La diferencia entre el potencial eléctrico de estos iones, permite el intercambio de información entre el interior y el exterior de la célula.
Cuando una célula pierde su carga eléctrica, o ésta es menor a 30 milivoltios, muere. Por ello una de las formas de detectar enfermedades, es monitorear las cargas eléctricas celulares. Cada célula es una especie de pila eléctrica que mantiene la energía de nuestro organismo.
Del mismo modo, cuando nuestro cuerpo disminuye su carga eléctrica general (la intensidad de su campo magnético) estamos ante una enfermedad.



Capacidades – Aplicación médica
El cuerpo humano puede ser considerado como un conductor y ofrece capacitancia y resistencia al paso de la corriente.
Por otra parte, la excitabilidad de los tejidos y los fenómenos electrolíticos que se generan, imponen una selección precisa del tipo de corriente a aplicar.
La corriente continua, además de no tener ningún efecto excitomotor, tiene la particularidad de producir efectos colaterales negativos como el aumento de la temperatura y la electrólisis, que pueden dañar gravamente los tejidos.
La corriente alterna de baja frecuencia no provoca electrólisis, pero sin embargo interfiere con las estimulaciones nerviosas periféricas, convirtiéndose en inaplicable para un calentamiento eficaz.
La corriente de alta frecuencia, al contrario, resulta adecuada para el calentamiento, no produce efectos electrolíticos y, dada su alta frecuencia, no produce acciones excitomotrices.
De acuerdo a esto, se puede definir la alta frecuencia desde el punto de vista médico como un procedimiento de termoterapia por conversión de energía eléctrica que utiliza corrientes alternas de frecuencias muy elevadas.














Dieléctricos – Aplicación médica
En la actualidad existe un método para eliminar el exceso de sudor en el cuerpo usando una termoterapia dieléctrica, que desactiva las glándulas sudoríparas, atacando su contenido líquido. Aplicando altas dosis de calor en diferentes niveles de profundidad de la piel, en los que se encuentran las glándulas sudoríparas ecrinas y apocrinas, la tecnología Dieléctrica puede desactivar estas glándulas con el objetivo de detener la generación de líquido, causante del sudor y del mal olor. La gran ventaja de este tratamiento es su comodidad. Al ser un tratamiento no invasivo, no requiere de procedimientos quirúrgicos ni inyectables. Durante el tratamiento, el paciente siente una acumulación progresiva de calor en la zona, sensación que resulta muy llevadera.



















Problemas
Coulomb
Dos esferas, cada una con una carga de 3ᶙC, están separadas a 20 mm. ¿Cuál es la fuerza de repulsión entre ellas?

F = 202 N
Ley de Gauss
Aplique la ley de Gauss para demostrar que el campo fuera de una esfera sólida cargada, a una distancia r de su centro, está dado por:

Donde Q es la carga total sobre la esfera.