3. Укажите различия в тепловых эффектах при индуктометрии и увч-терапии.

Индуктометрия. На биоткань воздействуют высокочастотным магнитным полем с частотой 13,56МГц. В=В₀sin2пvt.В ткани образуются вихревые токи Фуко, которые вызывают прогрев проводящих тканей. Лучше прогреваются ткани с малым удельным сопротивлением, т.е. жидкие проводящие среды (кровь, лимфа, тканевая жидкость) и ткани, богатые сосудами (мышцы, селезёнка), слабее прогреваются ткани с высоким удельным сопротивлением. Тепловой эффект ∆t=1,5-2⁰С.

УВЧ-терапия. Воздействие на ткань пациента электрическим полем ультравысокой частоты 40,68МГц, с целью их прогрева. Участок между двумя электродами, подключённые к терапевтическому контуру аппарата УВЧ-терапии.

В проводящих тканях закон Джоуля-Ленца, который здесь удобно выразить через эффективную напряжённость электрического поля и удельное электрическое сопротивление ткани: q_пр=E²_эф/p.

Для диэлектриков: q_диэл=2пvEE₀ E²_эфtgδ, Е – относительная диэлектрическая проницаемость среды, Е₀ – электрическая постоянная вакуума, tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь.

При процедуре УВЧ тепло выделяется и в проводящих электрический ток тканях, и в диэлектриках.

На частоте 40,68МГц эффективнее прогреваются диэлектрические ткани.

Никаких металлических предметов на теле пациента при УВЧ не должно быть, т.к. они будут интенсивно нагреваться, что приведет к ожогу.

4. За сутки активность радиоактивного препарата уменьшилась от 16 до 2 мКи. Определить период полураспада радионуклида.

А=А₀е^-Lt, 2=16е^-Lt, L=0,0866. L=0,69/T, T=0,69/L=7,967 часов. Ответ: 8 часов.

5. Нарисуйте ЭКГ и поясните связь между зубцами ЭКГ и процессами в миокарде.

Центр автоматии (пейсмекер) запускает цикл сокращения сердца.

Прямая, маленький бугорок Р, маленький отрезок, маленький зубец вниз Q, зубец вверх R, зубец вниз S>Q, прямая, большой бугорок Т.

Зубец Р – деполяризация предсердий (t=0,1с);

Сегмент PQ – возбуждение всех отделов предсердий, происходит задержка передачи возбуждения на желудочки (t=0,05с);

Комплекс QRS – деполяризация желудочков (t=0,08с);

Сегмент ST – возбуждение всех отделов желудочков (t=0,28с);

Зубец Т - реполяризация желудочков (t=0,25с).

Вся систола желудочков (интервал QT) длится 0,3-0,4с. После паузы (диастолы 0,4с.) пейсмекер запускает новую волну возбуждения сердца.

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

По формуле Моенса-Кортевега v= (Eh/pd), v=7,07м/c. Ответ: 7м/с.

Билет3

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

Между молекулами реальной жидкости всегда существуют силы взаимодействия, которые при её течении проявляются как силы трения, направленные по касательной к поверхности перемещающихся слоев – внутреннее трение, или вязкость жидкости. Наличие сил внутреннего трения приводит к тому, что разные слои жидкости движутся с разными скоростями.

Сила трения между слоями жидкости пропорциональна площади соприкосновения слоёв жидкости и градиенту скорости (скорости сдвига). Определяется формулой Ньютона: F_тр=ηSdv/dx, где η – коэф. внутреннего трения или динамическая вязкость. Единица вязкости Па*с, внесистемная – пуаз (10П=1Па*с).

С увеличением температуры вязкость уменьшается.

Ньютоновские жидкости – вязкость η не зависит от условий течения (градиента скорости, давления), но зависит от температуры. Вода (η=1сантипуаз), однородные жидкости, гомогенные низкомолекулярные растворители.

Неньютоновские – вязкость зависит от градиента скорости, давления – неоднородные жидкости (кровь, суспензии, эмульсии).

Объём вязкой жидкости, ламинарно протекающей по участку гладкой трубы длиной L и радиусом r за время t, определяется формулой Пуазейля: V=(πr⁴(P₁-P₂)t)/(8ηL) –объём жидкости протекающей через трубку за время t; Q=V/t=(πr⁴(P₁-P₂)/(8ηL) – объёмная скорость течения жидкости; Х=∆P/Q=(8ηL)/(πr⁴) – гидравлическое сопротивление трубы; Формула Гагена-Пуазейля Q=(P₁-P₂)/Х (по аналогии с законом Ома).

При последовательном соединении сосудов общее сопротивление определяется суммой гидравлических сопротивлений их отдельных участков: Х=Х₁+Х₂+…+Х_n,а при параллельном ветвлении сосудистого русла 1/Х=1/Х₁+1/Х₂+…1/Х_n.

Вискозиметры – приборы для определения вязкости биологических жидкостей.

Метод Стокса (метод падающего шарика - только в технике, нужен V>1л).

Сила тяжести: F=mg=4/3πr³pg; Сила Архимеда: F_A=4/3πr³p_жg; Сила трения: F_тр=6πηrv.

При достижении равномерного движения сила тяжести становится равной сумме силы трения и силы Архимеда: 4/3πr³pg=4/3πr³p_жg+6πηrv. Определяем искомую вязкость η=2(р-р_ж)r²g/9v.

Скорость движения шарика определяется экспериментально. Для этого измеряют время t, за которое шарик равномерно проходит в жидкости расстояние L: v=L/t.

Капиллярные методы. Вискозиметр Оствальда. U-образная трубка. Объемы вытекшей эталонной жидкости (воды) и исследуемой жидкости из верхней полости вискозиметра Оствальда объёмом V равны: V=πr⁴p₀ght₀/8η₀L= πr⁴pght/8ηL. Отсюда вязкость исследуемой жидкости η=рtη₀/p₀t₀.

Для определения вязкости проб крови часто используют вискозиметр Гесса, в котором определяют не время истечения жидкости из капилляра, а расстояние L₀ и L, на которые перемещаются вода и кровь за одно и тоже время. η=η₀L₀/L.

Ротационный метод (малое кол-во крови).Этот метод позволяет определить вязкость при различных скоростях сдвига, и поэтому позволяет определить зависимость вязкости от скорости сдвига: η=f(dv/dx). Два цилиндра, внутренний подвешен на нити, внешний может вращаться вокруг своей продольной оси с регулируемой угловой скоростью w. Зазор между цилиндрами наполняют исследуемой жидкостью. Из-за вязкости жидкости при вращении внешнего цилиндра внутренний начинает поворачиваться, достигая равновесия при некотором угле поворота θ=kηw.

2. Найдите математическое ожидание случайной дискретной величины, заданной законом распределения.

µ=M(x)=x₁p₁+x₂p₂+…x_np_n. µ=0,2+0,6+2=2,8.

3. Чем отличается тепловое воздействие на биологические ткани при индуктометрии и УВЧ-терапии?

Индуктометрия. На биоткань воздействуют высокочастотным магнитным полем с частотой 13,56МГц. В=В₀sin2пvt.В ткани образуются вихревые токи Фуко, которые вызывают прогрев проводящих тканей. Лучше прогреваются ткани с малым удельным сопротивлением, т.е. жидкие проводящие среды (кровь, лимфа, тканевая жидкость) и ткани, богатые сосудами (мышцы, селезёнка), слабее прогреваются ткани с высоким удельным сопротивлением. Тепловой эффект ∆t=1,5-2⁰С.

УВЧ-терапия. Воздействие на ткань пациента электрическим полем ультравысокой частоты 40,68МГц, с целью их прогрева. Участок между двумя электродами, подключённые к терапевтическому контуру аппарата УВЧ-терапии.

В проводящих тканях закон Джоуля-Ленца, который здесь удобно выразить через эффективную напряжённость электрического поля и удельное электрическое сопротивление ткани: q_пр=E²_эф/p.

Для диэлектриков: q_диэл=2пvEE₀ E²_эфtgδ, Е – относительная диэлектрическая проницаемость среды, Е₀ – электрическая постоянная вакуума, tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь.

При процедуре УВЧ тепло выделяется и в проводящих электрический ток тканях, и в диэлектриках.

На частоте 40,68МГц эффективнее прогреваются диэлектрические ткани.

Никаких металлических предметов на теле пациента при УВЧ не должно быть, т.к. они будут интенсивно нагреваться, что приведет к ожогу.