background image

College of Medicine/Babylon University 

Medical Physics Module 

 

 

Lecture 8: 

 
 

Electricity Within the Body 

 

Objectives: after the end of this lecture, the student must know: 

 

1-  The application of electricity within various body parts like brain (EEG) and 

heart (ECG) 

2-  Current research of electricity in the body 

 

A cross membrane of neuron an electrical potential (voltage) is present due to 

presence of more negative ions in the inside of the membrane than outside. 

Neuron to be polarized; the inside of the cell  60-90 mv more negative than 

outside. 

60-90 mv= resting potential 

 

If stimulation (heat, cold, light, sound) causes change in the action potential 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

College of Medicine/Babylon University 

Medical Physics Module 

 

The action potential last few milliseconds, for most neuron and muscle. The 

action potential last  150-300 msec for cardiac muscle. 

The membrane of some axons is covered with fatty insulating layer called 

 

myelin

, has small non-insulating gabs called nodes of Ranvier. 

 

The action potential decreases in the amplitude as it travels through myelinated 

segment just an electrical signal is attenuated when it passes through a cable. 

The reduced signal then acts like stimulates at the next node of Ranvier (gab) to 

restore the action so its original size and shape. This process repeat along the 

axon. The action potential seems to jump from one node to the next, it travels by 

salutatory conduction. 

     Electrical Signal From Muscle Electromyogram 

 

The  record  of  potentials  from  muscles  during  movement  is  called 

Electromyogram

. The conduction velocity of sensory nerve was measured its 

typical value are 40-60 m/sec. 

Fig  is method of measuring the motor nerve conduction velocity. The latency 

period for the response to stimulus  1  is  4sec longer than that for response 

to stimulus 2 


background image

College of Medicine/Babylon University 

Medical Physics Module 

 

 

∆ t  =  4 x 10̄³  sec  
∆ x =  0. 25 m 
V   =  ∆ x  /  ∆ t  =  0. 25 m /  4 x 10̄  ³ sec  =  62. 5 m / sec 
 This is the nerve conduction velocity 

 

Electrical signal from the heart ( Electrocardiogram ) 

 

The electrical signals from SA nods or pacemaker initiates the depolarization 

of the nerve and muscles of both atria , causing atria to contract and pump blood 

into ventricles 

The electrical signals then passes through atrioventricular (AV) node, which 

initiate depolarization of  right and left ventricles, causing them to contract and 

force blood to pulmonary and general circulation. The ventricle nerves and 

muscles then repolarized and the sequence begins again 

The major electrical events of the normal heart cycle as 

1- the atrial depolarization which produce ( P wave ) 

 

2- the atrial repolarization which rarely seen and is un labeled  

3- the ventricular depolarization which produces ( QRS) 

4- the ventricular repolarization which produces ( T wave ) 

 


background image

College of Medicine/Babylon University 

Medical Physics Module 

 

 

 

Electrical signals from the brain (electroencephalogram) 

 

The recording of signals from the brain is called EEG the frequencies of EEG 

signals depends on mental activity 

For example : 

 

Relaxed person has EEG signals of 8-13 Hz or ( α wave ) 

More alerted person has EEG signals above 13Hz (ß wave) 

 

Applications of EEG 

 

1-  in the diagnosis of epilepsy 

2-  in confirming brain tumor, since electrical activity is reduced in the region of 

tumor. 

3-  EEG used as monitor in surgery in addition to ECG, also useful in surgery for 

indicating anesthesia level of the patient 

Electrical signal from the eye (electroretinogram and electrooculogram) 

 

The recording of potential changes producing by the eyes when the retina is 

exposed to flash of light is called ERG, the recording of potential changes due to 

movement called EOG 

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

54 

College of Medicine/Babylon University 

Medical Physics Module 

 

 

 
 
 

Magnetic  signal  from  heart  and  brain  (magnetocardiogram  and 

magnetoencephalogram) 

Since a flow of electrical charge produces magnetic field, a magnetic field 

produced by the current in the heart during depolarization and repolarization, 

the recording of heart magnetic field is MCG 

MCG provide information in diagnosis of injury current  exists in the heart 

prior to heart attack, the recording of magnetic field surrounding the brain 

called MEG 

Current research involve electricity in the body 

 

Bone contain collagen which is piezoelectric material, when force is 

applied to collagen, small electrical potential is generated collagen behaves like 

N-type semiconductor its current like negative charge. 

Mineral crystal of bone (apatite) close to collagen behave like P-type 

semiconductor its current by positive charge. 

At junction current flows from P to N type, the forces on the bones produces 

potential by piezoelectric and P N junction of collagen apatite produce currents 

that induce and control bone growth. 

Another small direct current arises in injured zone called injury current, the 

electrical current at side of injury is higher than that in surrounding areas. This 

high potential associated with limb regeneration in animals like salamander, 

stimulation of fracture sites with direct current of 1—3 μA has been found to 

promote healing of bone fractures. 


background image

55 

College of Medicine/Babylon University 

Medical Physics Module 

 

 

 

Small group discussion 

 

Qx/ Explain why cardiac muscle contraction need more time than other muscle  

Qx/ Explain how the EEG can be used to measure anesthesia level? 

Qx/ Discuss the total work done by the normal heart to pump the blood from left 

ventricle to aorta? 

Qx/ Discuss the effect of turbulent flow on pressure, velocity, viscosity, and heart 

sound? 




رفعت المحاضرة من قبل: علي الشبري
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 151 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل