Теория

1. Гармонический анализ биоэлектрических сигналов, теорема Фурье.

2. Физические и физиологические характеристики звука. Диаграмма слышимости. Уровни интенсивности и уровни громкости звука, связь между ними, единицы их измерения.

3. Вязкость жидкости, методы её определения. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Вязкость крови. Факторы, влияющие на вязкость крови в организме.

4. Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление. Распределение давления и скорости кровотока по сосудистой системе. Методы определения давления и скорости крови.

5. Расскажите и опишите процесс формирования потенциала действия. Охарактеризуйте его основные фазы, какими трансмембранными процессами они обусловлены, как вычислить амплитуду потенциала действия, что такое рефрактерный период?

6. Генерация потенциала действия. Его форма и характеристики. Рефрактерный период. Распространение потенциала действия по безмиелиновому нервному волокну.

7. Мембранные потенциалы покоя. Уравнения Нернста (вывод) и Гольдмана-Ходжкина-Катца.

8. Термоэлектрические явления в металлах и полупроводниках. Зависимость сопротивления металлов и полупроводников от температуры. Контактная разность потенциалов. Термопары как температурные датчики.

9. Электростимуляция тканей и органов. Параметры импульсных сигналов, применяемых для электростимуляции, и их физиологическое обоснование. Законы Вейса- Лапика и Дюбуа-Реймона.

10. Зависимость импеданса живой ткани от частоты тока. Эквивалентная схема живой ткани. Физические основы реографии.

11. Охарактеризуйте основные метолы высокочастотного прогрева тканей – диатермию, индуктотермию, УВЧ- и МКВ- терапию. Какие ткани лучше прогреваются в этих процедурах? Зачем нужен терапевтический контур?

12. Поглощение света и его законы. Показатель поглощения, коэффициент пропускания, оптическая плотность. Устройство фотоэлектроколориметра, определение ФЭКом концентрации поглощающих растворов.

13. Тепловое излучение тел. Характеристики излучения (энергетическая светимость, спектральная плотность). Абсолютно черное тело. Законы теплового излучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина).

14. Тепловое излучение тела человека, его спектр, положение максимума спектральной плотности энергетической светимости Энергетическая светимость тела человека, основы термографии и тепловидения.

15. Чем определяется поляризация электромагнитных волн? Укажите ее основные виды, степень поляризации. Опишите основные методы получения линейно поляризованного света.

16. Оптическая микроскопия. Ход лучей в микроскопе и его увеличение. Предел разрешения микроскопа. Формула Аббе.

17. Волновые свойства электрона, длина волны де-Бройля. Электронная микроскопия. Принципиальное устройство электронного микроскопа. Предел разрешения электронного микроскопа.

18. Оптическая система глаза, его чувствительность к свету и цвету, угол зрения, острота зрения. Недостатки оптической системы глаза и их устранение с помощью линз.

19. Ядерный магнитный резонанс. Химический сдвиг в спектрах ЯМР. Основы ЯМР-томографии (МРТ).

20. Электронный парамагнитный резонанс. Области его применения. Парамагнитные метки и зонды.

21. Основной закон радиоактивного распада (вывод). Постоянная распада, период полураспада, средняя продолжительность жизни радионуклидов и связь между ними.

22. Экспозиционная, поглощенная и эквивалентная дозы ионизирующего излучения. Единицы измерения этих доз, связь между ними. Мощность экспозиционной и поглощенной дозы.

23. Рентгеновское излучение. Возникновение тормозного рентгеновского излучения, его спектр и коротковолновая граница. Регулировка жесткости и интенсивности рентгеновского излучения.

24. Закон ослабления потока рентгеновского излучения веществом. Слой половинного ослабления. Линейный и массовый показатели ослабления рентгеновских лучей. Принципы контрастирования тканей в рентгенодиагностике. Защита от рентгеновского излучения.

25. Относительная биологическая эффективность ионизирующих излучений. Коэффициент качества. Эквивалентная доза. Эффективная эквивалентная доза. Взвешивающий фактор (коэффициент радиационного риска).

Акустика

Уровень громкости звука частотой 1000 Гц после его прохождения через стену понизился от 80 до 40 фон. Во сколько раз уменьшилась интенсивность звука?

Почему затруднена ультразвуковая диагностика состояния некоторых органов? Каких?

Уровень интенсивности звука от некоторого источника равен 40 дБ. Чему равен суммарный уровень интенсивности звука от десяти таких источников при их одновременном действии?

Для частоты 3 МГц показатель поглощения ультразвука равен 0,7 см^-1, а для частоты 10 МГц - 7 см^-1. Какую частоту предпочтительно использовать для ультразвукового исследования щитовидной железы, а какую - для исследования печени? Почему?

Волновое сопротивление (импеданс) мышечной ткани человека равно 1,63  106 Па  с/м. Определить скорость распространения ультразвука в мышечной ткани, если ее плотность 1060 кг/м³.

Объясните, почему ультразвуковые методы широко применяются для диагностики заболеваний сердца, а для диагностики легочных заболеваний их применение затруднено?

Уровень интенсивности звука от некоторого источника равен 50 дБ. Чему равен суммарный уровень интенсивности звука от ста таких источников при их одновременном действии?

Гемодинамика

Запишите уравнение Бернулли, описывающее течение идеальной жидкости и укажите смысл входящих в него величин.

Назовите известные Вам методы определения вязкости жидкости. Сопоставьте их достоинства и недостатки.

Укажите значения вязкости крови в норме и пределы изменения ее значений при патологических процессах. Почему и как различается вязкость венозной и артериальной крови?

Оцените гидравлическое сопротивление сосуда, если при расходе крови в 0,2 л/мин разность давлений на его концах составляет 3 мм.рт.ст.

Рассчитайте скорость пульсовой волны в бедренной артерии. Модуль Юнга для нее примерно равен 106 Па, отношение толщины стенки сосуда к его диаметру h/d ~ 0,05, плотность крови 1000 кг/м³.

В чем состоит эффект Доплера и как он используется для определения скорости кровотока?

Какой характер имеет течение жидкости в гладкой трубе при числе Рейнольдса = 2700?

Что такое число Рейнольдса? Запишите его выражение через гидродинамические параметры. В каких участках сосудистой системы течение крови может иметь турбулентный характер?

Для бедренной артерии скорость пульсовой волны 9 м/с, ее диаметр 0,4 см, толщина стенки 0,04 см. Зная, что плотность крови 1 г/см³, определите модуль Юнга для этого сосуда.

Скорость пульсовой волны в аорте равна 5 м/с, ее диаметр 1,5 см, толщина стенки 0,065 см, Зная плотность крови 1 г/см³, определите модуль Юнга для аорты.

Каков механизм возникновения пульсовых волн в системе кровообращения? От чего зависит скорость пульсовых волн, какое диагностическое значение имеет ее определение?

Определить линейную скорость крови в аорте радиусом 1,5 см, если длительность систолы 0,25 с, ударный объем крови 60 мл. Каков характер этого кровотока, если критическое число Рейнольдса равно1160, а плотность крови 1050 кг/м³?

Рассчитайте работу сердца за 1 сокращение, считая ударный объем V = 60 мл, давление Р = 100 мм рт ст, плотность крови 1050 кг/м³., скорость крови в аорте v = 0,5 м/c Найдите работу сердца за 1 час.

В широкой части горизонтальной трубы вода (=103 кг/м³) течет со скоростью 50 см/с. Определите ее скорость в узкой части трубы, если разность статических давлений в широкой и узкой частях равна 1,32 кПа.

Приведите формулу для расчета работы сердца. Оцените соотношение составляющих работы сердца по преодолению статического давления крови (статический компонент) и по сообщению крови кинетической энергии движения (кинетический компонент).