- •Колебания и волны. Звук. Ультразвук.
- •1.Колебания. Гармонические колебания. Характеристики колебаний: амплитуда, период, частота, циклическая частота, фаза.
- •2.Характеристики волновых процессов: фронт волны, луч, скорость волны, длина волны. Продольные и поперечные волны. Примеры.
- •3.Свободные и вынужденные колебания. Собственная частота колебаний системы. Явление резонанса. Примеры.
- •4. Физические и психофизические характеристики звука: интенсивность, акустическое давление, частота, громкость, высота тона, спектр, тембр. Их взаимное соответствие.
- •5. Особенности восприятия звука. Закон Вебера-Фехнера. Децибельная шкала громкости.
- •6. Звуковые методы исследования в медицине: перкуссия, аускультация. Фонокардиография.
- •7. Ультразвук. Получение и регистрация ультразвука на основе обратного и прямого пьезоэлектрического эффекта.
- •8. Взаимодействие ультразвука различной частоты и интенсивности с веществом. Применение ультразвука в медицине.
- •9. Ультразвуковые методы исследования (узи) в медицинской диагностике.
- •10. Эффект Доплера; его применение для измерения скорости кровотока и в эхокардиографии.
- •11. Ударная волна. Получение и использование ударных волн в медицине.
- •Электромагнитные колебания и волны.
- •12. Электрическое поле. Характеристики электрического поля: напряженность, разность потенциалов. Линии электрического поля.
- •13. Магнитное поле. Характеристики магнитного поля: индукция, поток индукции. Линии магнитного поля.
- •14. Взаимосвязь электрического и магнитного полей. Электромагнитная волна. Скорость электромагнитных волн.
- •15. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине.
- •18. Глубина проникновения неионизирующих магнитных излучений в биологическую среду. Ее зависимость от частоты. Методы защиты от электромагнитных излучений.
- •19. Физическая природа света. Волновые свойства света. Длина световой волны. Физические и психофизические характеристики света.
- •20. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика, её применение в медицине.
- •21. Оптическая система глаза. Недостатки зрения, методы их коррекции.
- •22. Оптический микроскоп. Ход лучей в микроскопе. Полезное увеличение микроскопа.
- •23. Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Пути повышения разрешающей способности.
- •24.Специальные методы микроскопии: метод темного поля, поляризационный, люминесцентный микроскоп.
- •Тепловое излучение.
- •25.Тепловое излучение. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза Макса Планка.
- •26. Законы теплового излучения.
- •28. Способы преобразования изображений.
- •30. Линейчатый спектр излучения атомов. Его объяснение в теории Нильса Бора.
- •31. Волновые свойства частиц. Гипотеза де-Бройля, её экспериментальное обоснование.
- •32. Электронный микроскоп. Принцип действия, разрешающая способность, применение в медицинских исследованиях.
- •33. Квантово-механическое объяснение структуры атомных и молекулярных спектров.
- •34. Люминесценция. Ее виды. Закон Стокса.
- •35. Применение люминесценции в медико-биологических исследованиях.
- •36. Фотоэлектрический эффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
- •37. Свойства лазерного излучения. Их связь с квантовой структурой излучения.
- •38. Принцип работы лазера. Инверсная заселенность энергетических уровней. Возникновение фотонных лавин.
- •39. Применение лазеров в медицине.
- •40. Ядерный магнитный резонанс. Использование ямр в медицине (мрт).
- •41. Физические основы и диагностические возможности позитронно-эмиссионной томографии (пэт).
- •42. Рентгеновское излучение, его спектр. Тормозное и характеристическое излучение, их природа.
- •43. Способы получения рентгеновского излучения: рентгеновская трубка, бетатрон.
- •44. Применение рентгеновского излучения в диагностике. Рентгеноскопия. Рентгенография. Флюорография. Рентгеновская компьютерная томография (ркт).
- •45. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом: фотопоглощение, когерентное рассеяние, комптоновское рассеяние, образование пар. Вероятности этих процессов.
- •46. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Единицы активности радиоактивных препаратов.
- •47. Виды радиоактивного распада: α-распад, β-распад. Характеристики радиоактивных излучений.
- •48. Закон ослабления ионизирующих излучений. Коэффициент линейного ослабления. Толщина слоя половинного ослабления.
- •49. Основы биологического действия ионизирующих излучений: ионизация молекул, образование свободных радикалов. Лучевая болезнь.
- •50. Получение и применение радиоактивных препаратов для диагностики и лечения
- •51. Методы регистрации ионизирующих излучений: счетчик Гейгера, сцинтилляционный датчик, ионизационная камера.
- •52. Дозиметрия. Понятие о поглощенной, экспозиционной и эквивалентной дозе и их мощности. Единицы их измерения. Внесистемная единица – рентген.
- •53. Общая характеристика системы кровообращения. Скорость движения крови в сосудах. Ударный объем крови. Работа и мощность сердца.
- •54. Уравнение Пуазейля. Понятие о гидравлическом сопротивлении кровеносных сосудов и способах воздействия на него.
- •55. Ламинарное и турбулентное движение жидкости. Число Рейнольдса.
- •56. Пульсовая волна и скорость ее распространения. Формула Моенса-Кортевега.
- •57. Внутреннее трение в жидкости. Уравнение Ньютона. Вязкость крови. Основные факторы, влияющие на вязкость крови в организме.
- •59. Типы кровеносных сосудов, их функции. Характер движения крови в сосудах различного типа.
- •60. Общая характеристика опорно-двигательного аппарата (ода). Число степеней свободы суставов и ода.
- •61. Особенности работы мышц в сочленениях с костями.
- •62. Виды деформации. Закон Гука. Коэффициент жесткости. Модуль упругости. Особые свойства костных тканей.
- •63. Механика мышечного сокращения. Саркомеры. Взаимодействие актиновых и миозиновых нитей. Строение мышечных волокон.
- •64. Кпд мышечных сокращений.
- •65. Изотонический режим работы мышц. Уравнение Хилла. Изометрический режим. Статическая работа мышц.
- •66. Второй закон механики Ньютона. Его применение для анализа травматизма. Способы увеличения продолжительности удара.
- •67. Строение и модели клеточных мембран.
- •68. Физические свойства биологических мембран.
- •69. Функции клеточной или плазматической мембраны
- •70. Ионный состав цитоплазмы и межклеточной жидкости. Проницаемость клеточной мембраны для различных ионов. Разность потенциалов на мембране клетки.
- •71. Потенциал покоя клетки. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.
- •72. Возбудимость клеток и тканей. Методы возбуждения. Закон «всё или ничего».
- •73. Потенциал действия: графический вид и характеристики, механизмы возникновения и развития.
- •74. Потенциал - зависимые ионные каналы: строение, свойства, функционирование.
- •75. Механизм и скорость распространения потенциала действия по безмякотному нервному волокну.
- •76. Механизм и скорость распространения потенциала действия по миелинизированному нервному волокну.
- •77. Особенности светового и звукового восприятия. Закон Вебера-Фехнера.
- •78. Основные характеристики слухового анализатора. Механизмы слуховой рецепции.
- •79. Основные характеристики зрительного анализатора. Механизмы зрительной рецепции.
8. Взаимодействие ультразвука различной частоты и интенсивности с веществом. Применение ультразвука в медицине.
Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ, вызывают в биологических объектах следующие основные эффекты: микровибрации на клеточном и субклеточном уровне, разрушение биомакромолекул, перестройку и повреждение биологических мембран, изменение проницаемости мембран, тепловое действие, разрушение клеток и микроорганизмов.
Механические колебания звуковых частот оказывают массирующее действие, способствующее улучшению местного кровообращения. Размеры массируемых областей соизмеримы с длиной волны, а она для ультразвука мала.
Чем больше интенсивность УЗ, тем больше перепад давления на единицу длины, называемый градиентом давления. Большие градиенты давления могут представлять угрозу для клеток. Разрушительные действия больших градиентов давления в УЗ большой интенсивности можно использовать для подавления и разрушения клеток злокачественных опухолей.
Если интенсивность УЗ в жидкости превосходит пороговый уровень, в ней появляется еще один фактор разрушительного действия – кавитация – явление возникновения в жидкости пустот в виде пузырьков, заполненных газом, в условиях, когда в жидкости возникает пониженное давление.
Медико-биологические приложения УЗ можно разделить на:
Методы диагностики
Эхоэнцефалография – определение опухолей и отека головного мозга, ультразвуковая кардиография – измерение размеров сердца в динамике, ультразвуковая локация в офтальмологии – для определения размеров глазных сред.
С помощью УЗ эффекта Доплера изучают характер движения сердечных клапанов и измеряют скорость кровотока.
Методы воздействия
УЗ физиотерапия (первичный механизм – тепловое воздействие на ткань), при хирургических операциях применяют УЗ скальпель, способный рассекать и мягкие, и костные ткани (Ультразвук распространяется в средах в виде чередующихся зон сжатия и расширения вещества), «сваривание» поврежденных костных тканей.
9. Ультразвуковые методы исследования (узи) в медицинской диагностике.
Ультразвуковое исследование (УЗИ) — неинвазивное исследование организма человека или животного с помощью ультразвуковых волн. Физическая основа УЗИ — пьезоэлектрический эффект. При деформации монокристаллов некоторых химических соединений (кварц, титанат бария) под воздействием ультразвуковых волн, на поверхности этих кристаллов возникают противоположные по знаку электрические заряды — прямой пьезоэлектрический эффект. При подаче на них переменного электрического заряда, в кристаллах возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн. Таким образом, один и тот же пьезоэлемент может быть попеременно то приёмником, то источником ультразвуковых волн. Эта часть в ультразвуковых аппаратах называется акустическим преобразователем, трансдюсером или датчиком.
Ультразвук распространяется в средах в виде чередующихся зон сжатия и расширения вещества. Звуковые волны, в том числе и ультразвуковые, характеризуются периодом колебания — временем, за которое молекула (частица) совершает одно полное колебание; частотой — числом колебаний в единицу времени; длиной — расстоянием между точками одной фазы и скоростью распространения, которая зависит главным образом от упругости и плотности среды. Длина волны обратно пропорциональна её частоте. Чем меньше длина волн, тем выше разрешающая способность ультразвукового аппарата. В системах медицинской ультразвуковой диагностики обычно используют частоты от 2 до 10 МГц. См. пункт 8