- •Колебания, волны, звук
- •Физические основы гемодинамики
- •Физический смысл градиента скорости:
- •Величина градиента давления зависит:
- •Моделирование. Механическая и электрическая модели кровообращения
- •Методы определения скорости кровотока
- •Способы измерения давления крови
- •Медицинская электроника
- •Диагностические электронные системы
- •Классификация усми
- •Геометрическая оптика. Фотометрия. Фотоэффект
- •Законы отражения
- •I закон: Луч падающий, перпендикуляр, восстановленный к границе раздела двух сред в точке падения, и луч отраженный лежат в одной плоскости.
- •Законы преломления
- •I закон: Луч падающий, перпендикуляр, восстановленный к границе раздела двух сред в точке падения, и преломленный луч лежат в одной плоскости.
- •I I закон: Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред и называется показателем преломления второй среды относительно первой:
- •Микроскоп
- •Оптическая система глаза
- •Недостатки оптической системы глаза и их устранение
- •Фотометрия. Фотоэффект
- •Первый закон освещенности:
- •Второй закон освещенности:
- •Фотоэффект
- •I закон: Фототок насыщения j (т.Е. Максимальное число электронов, освобождаемых светом в 1с) прямо пропорционален световому потоку ф.
- •II закон: Скорость фотоэлектронов пропорционально возрастает с увеличением частоты падающего света и не зависит от его интенсивности.
- •Волновая оптика
- •Разрешающая способность оптических систем
- •Способы уменьшения предела разрешения
- •Электронный микроскоп
- •Поляризация света
- •Свойства обыкновенного и необыкновенного лучей
- •Способы получения поляризованного света.
- •Механизм оптического излучения. Оптические квантовые генераторы
- •Факторы действия:
- •Эффект биологического действия лучей лазера зависит:
- •Рентгеновское излучение
- •При этом могут возникнуть три случая взаимодействия.
- •Ядро атома. Радиоактивность
- •Основные свойства ядерных сил:
- •Дозиметрия ионизирующего излучения
- •Материя и движение. Современные взгляды на природу вещества и поля
- •Моделирование. Вероятностные методы диагностики
- •Моделирование состоит из следующих стадий:
- •Медицинская диагностика и возможности её автоматизации
- •Вероятностные методы диагностики
- •Структурные основы функционирования мембран
- •Основные этапы работы атф-азы:
- •Электрогенез биопотенциалов
- •1. Диффузный потенциал Δφд.
- •2. Равновесный мембранный потенциал Δφм(р).
- •Активно-возбудимые среды
- •Биофизика мышечного сокращения
- •Активные и пассивные электрические свойства органов и тканей
- •Современные методы обработки информации количественные показатели в биологии и медицине
- •Элементы теории вероятности
- •Распределение Максвелла
- •Распределение Больцмана
- •Нормальный закон распределения
- •Элементы высшей математики
- •Производная от функции в данной точке
- •Некоторые правила нахождения производных
- •Производные второго и высших порядков
- •Возрастание и убывание функции
- •Дифференциал функции
- •Некоторые свойства дифференциала
- •Неопределенный интеграл
- •Основные свойства неопределенного интеграла
- •Основные методы интегрирования
- •Определенный интеграл
- •Некоторые свойства определенного интеграла
- •Техника вычисления определенного интеграла
- •Дифференциальные уравнения
- •Дифференциальные уравнения с разделенными и разделяющимися переменными
- •Задачи на составление дифференциального уравнения
- •Кибернетика и информатика
- •Основные направления медицинской кибернетики:
- •Использование теории информации в биологии и медицине:
- •Основы вычислительной техники
- •К центральным устройствам относятся:
- •Программное обеспечение эвм
- •Примеры простейших программ:
- •Техника электробезопасности при работе с электронными медицинскими системами
- •Классы защиты условной безопасности
Современные методы обработки информации количественные показатели в биологии и медицине
Для измерений количественных показателей в различных областях человеческой деятельности разработан прикладной раздел науки, называемый метрологией.
Метрологией называют науку об измерениях физических величин и о способах обеспечения единства и требуемой точности этих измерений.
К основным разделам метрологии относят: 1) общую теорию измерений физических величин, 2) единицы физических величин, их системы, методы и средства измерений, 3) метрологическое обеспечение, существенную часть которого составляют эталоны и образцовые средства измерения, а также методы передачи размеров единиц измерения рабочим средствам измерения. Несмотря на сложность и взаимосвязь различных процессов, протекающих в организме человека, в абсолютном большинстве случаев среди них выделяют физические процессы, проводят определенные измерения и по количественным показателям оценивают состояние биологической системы.
Измерением называют нахождение значения физической величины опытным путем с помощью технических средств. Под физической величиной следует понимать количественное значение параметров, оцениваемых физико-химических процессов, происходящих в любых реальных объектах.
Физическая величина представляет собой либо обобщенное понятие - длина, площадь, объем, доза, масса, либо конкретную величину - индивидуальную характеристику конкретного объекта или явления - длина руки, объем крови, протекающей в сосудистой системе человека, частота пульса и т.д. Технические средства для производства измерений, часто их называют просто средства измерения, могут быть самыми различными. В общем это измерительные приборы, в которых измеренная информация представляется в форме, доступной для восприятия. Наиболее распространенной формой представления информации являются цифры. В последнее время одним из распространенных средств измерения является измерительный преобразователь (датчик). Он предназначен для выработки сигнала измеренной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения. При измерении различных объектов, значение измеряемой физической величины отличается от истинной. Степень приближения результатов измерений к истинному значению характеризуется точностью измерений, которая является качественным показателем измерений. Количественной оценкой точности измерений является погрешность измерения - это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Сведения о теории погрешностей сообщаются на практических занятиях и постоянно будут использоваться в лабораторных работах при экспериментальных исследованиях. Основой для количественной оценки физической величины является единица измерения физической величины. Единицы измерения физических величин в основном группируются в системы единиц.
Под системой единиц физических величин понимают совокупность взаимосвязанных физических величин, используемых в отдельных областях естествознания.
Однако, система единиц может охватывать одну или несколько областей естествознания (механику, электричество, акустику, химическую и биологическую термодинамику, физическую химию и др.). Система единиц измерения физических величин состоит из основных и производных единиц. В системе МКСА основными единицами являются: метр (м), килограмм силы (кГс), секунда (сек), ампер (А). В системе СГСЭ - сантиметр (см), грамм массы (г), секунда (сек), электростатическая единица заряда (ед. заряда СГСЭ). В системе СИ - метр (м), килограмм массы (кг), секунда (с), ампер (А), кандела (Кд). Единицы измерений, образованные с помощью физических формул, называются производными. К их числу относятся, например, единица скорости - метр в секунду (м/с), единица давления - ньютон на квадратный метр (Па), единица напряженности магнитного поля (Тл) и др. Организационной основой метрологического обеспечения в нашей стране является специальная метрологическая служба как государственная, так и ведомственная.
Существуют эталонные, образцовые и рабочие средства измерения: 1) эталонные - средства измерения обеспечивают воспроизведение и хранение узаконенной физической величины, 2) образцовые - средства измерения, аттестованные и документально подтвержденные, соответствующие своему назначению и хранящиеся в ведомствах и крупных лабораториях, 3) рабочие - средства измерения, применяемые на практике в различных областях знаний.
Технические устройства, используемые для измерений в медицине, принято называть обобщенным термином медицинская техника. Это большая часть медицинской аппаратуры, предназначенная для диагностических и лечебных измерений. Метрологические требования к медицинским приборам, как измерительным устройствам, достаточно высокие и специфичные.
Рассмотрим некоторые проблемы характерные для медицинской метрологии и частично для медицинского приборостроения.
1. Медицинские приборы целесообразно создавать градуированные в единицах физических величин, значения которых являются конечной медицинской информацией (прямые измерения).
2. Время для измерения необходимо как можно меньшее, а информации и возможностей использования вычислительной техники как можно больше.
3. При медицинском нормировании важно учитывать медицинские показания и особенно отклонения их у отдельных больных.
4. При использовании регистрирующих устройств (электрокардиограф, электроэнцефалограф) следует учитывать погрешности характерные для этой формы записи.
5. Одной из проблем в медицинской метрологии является терминология, с которой мы очень часто будем встречаться. Регистрируемая физическая величина одна, а название прибора не отвечает этому принципу. ,
6. В ряде медицинских измерений информация может быть недостаточной при непосредственном измерении физической величины и соответствующим медико-биологическим параметром. Так, например, при клиническом (бескровном) методе измерения артериального давления крови допускается, что давление воздуха внутри манжетки тонометра приблизительно равно давлению крови в плечевой артерии. На самом деле эта связь зависит от ряда факторов, в том числе и от степени расслабления мускулатуры.
7. В процессе измерения медико-биологические параметры могут измениться. Поэтому, на практике стремятся сделать несколько измерений для исключения случайных погрешностей.
Всевозможные медико-биологические измерения могут быть классифицированы по принадлежности к соответствующему разделу физики, либо по функциональному признаку.
Механические измерения - антропометрические параметры тела, скорость и ускорение частей тела, крови, акустические измерения.
Теплофизические измерения - температура органов тела и окружающей среды, калориметрия.
Электрические и магнитные измерения - биопотенциалы клеток и тканей, электрическое поле сердца, импеданс клеток и тканей.
Оптические измерения - измерения оптических характеристик глазных сред, спектральные измерения.
Атомные и ядерные измерения - дозиметрия ионизирующих излучений окружающей среды и внутренних органов человека.
Функциональный принцип классификации методов медико-биологических измерений можно рассматривать на примере измерения параметров сердечно - сосудистой системы (баллистокардиография, фонокардиография, измерения давления крови, электрокардиография и др.).