физика. Билет 1 Клеточная мембрана определение, функции мембран, физические свойства. Ультразвук способы получения (обратный пьезоэффект, магнитострикция), свойства, механизм влияния на биообъекты.
 Скачать 1.33 Mb.
|
|
БИЛЕТ № 26 Физические основы электрокардиографии. Теория Эйнтховена, основные положения. Распределение эквипотенциальных линий на поверхности тела. Стандартные отведения. Транспорт неэлектролитов через клеточные мембраны. Простая диффузия. Уравнение Фика. Облегчённая диффузия: механизмы, транспорта (подвижные, фиксированные переносчики), отличия от простой диффузии. Классификация методов физиотерапии. Физико-химические эффекты, возникающие в тканях организма под действием физического фактора (электрический ток, электромагнитное поле, электромагнитная волна). 1.28. Электрокардиография – это физический метод регистрации электрической деятельности сердца с помощью усилителя биопотенциалов – электрокардиографа. Теоретическое обоснование метода сводится к идее Эйнтховена о сердце, как электрическом диполе, помещенном в слабо проводящую среду. Многочисленными исследованиями установлено, что эл. генератор сердца локализуется в синусном узле, этот узел обладает свойством автоматизма, т.к. генерирует эл. потенциалы периодически. В свою очередь СА-узел входит в состав так называемой проводящей системы сердца, включающей в себя АВ-узел, пучок Гиса, ножки пучка Гиса и волокна Пуркинье. Сердце, как эл. диполь создает эл. поле некоторой напряженности Е и следовательно его силовые линии будут выходить на поверхность тела. Если это действительно так, то на поверхности тела модно выделить линии равного потенциала. Т.к. возбужденный участок сердца заряжается отрицательно по отношению к невозбужденному, то верхняя правая часть тела будет заряжена отрицательно, а нижняя левая положительно. Таким образом, если некоторый чувствительный вольтметр подсоединить к тем двум участкам поверхности тела, которые различаются значениями своего потенциала, то он зарегистрирует разность потенциалов. Чтобы сделать измерение и запись ЭКГ стандартными Эйнтховен предложил считать, что сердце – диполь и помещено в центр равностороннего треугольника, а ткани организма имеют одинаковую эл. проводность во всех направлениях. Для унификации таких измерений он предложил измерять разность потенциалов между вершинами треугольника (конечностями). Соответственно пары точек были названы отведениями. 1 отведение – левая рука, правая рука 2 – права рука, левая нога 3 – левая нога, левая рука. 2.3. Живые системы на всех уровнях организации – открытые системы, поэтому транспорт веществ через биологические мембраны – необходимое условие жизни. Большое значение для описания транспорта веществ имеет понятие электрохимического потенциала. Химическим потенциалом данного вещества называется величина, численно равная энергии Гиббса, приходящаяся на 1 моль этого в-ва. Математически химический потенциал определяется как частная производная от энергии Гиббса G по количеству k-го вещества, при постоянстве температуры Т, давления Р и количеств всех других веществ m1: м (мю) = (dG/dmk)Р,Т,m1 Для разбавленного раствора: м = м0 +RTlnC, где м0 – стандартный химический потенциал, численно равный химическому потенциалу данного вещества при его концентрации 1 моль/л в растворе. Электрохимический потенциал – величина, численно равная энергии Гиббса G на 1 моль данного вещества, помещенного в электрическое поле. Для разбавленных растворов м (мю с черточкой) = м0 + RTlnC + zFф(фи), где F = 96500 Кл/моль – число Фарадея, z – заряд иона электролита. Транспорт веществ через биологические мембраны можно разделить на 2 основных типа: пассивный и активный. Пассивный транспорт – это перенос вещества из мест с большим значением электрохимического потенциала к местам с его меньшим значением. Пассивный транспорт идет с уменьшением энергии Гиббса, и поэтому данный процесс может идти самопроизвольно без затраты энергии. Диффузия – самопроизвольное перемещение вещества из мест с большей концентрацией в места с меньшей концентрацией вещества вследствие хаотического теплового движения молекул. Диффузия вещества через липидный бислой вызывается градиентом концентрации в мембране. Плотность потока вещества по закону Фика: Jm = -DdC/dx = -D(Cm2 – Cm1)/1 = D(Cm1 – Cm2)/1, где Cm – концентрация вещества в мембране около каждой поверхности, 1 – толщина мембраны. В биологических мембранах был обнаружен еще один вид диффузии – облегченная диффузия. Облегченная диффузия происходит при участии молекул-переносчиков. Облегченная диффузия происходит от мест с большей концентрацией переносимого вещества к местам меньшей концентрацией. По-видимому, облегченной диффузией объясняется также перенос через биологические мембраны аминокислот, сахаров и других биологически важных веществ. Отличия облегченной диффузии от простой: перенос вещества с участием переносчика происходит значительно быстрее; облегченная диффузия обладает свойством насыщения: при увеличении концентрации с одной стороны мембраны плотность потока вещества возрастает лишь до некоторого предела, когда все молекулы переносчика уже заняты; при облегченной диффузии наблюдается конкуренция переносимых веществ в тех случаях, когда переносчиком переносятся разные вещества; при этом одни вещества переносятся лучше, чем другие, и добавление одних веществ затрудняет транспорт других; есть вещества, блокирующие облегченную диффузию – они образуют прочный комплекс с молекулами переносчика. Разновидностью облегченной диффузии является транспорт с помощью неподвижных молекул-переносчиков, фиксированных определенным образом поперек мембраны. При этом молекула переносимого вещества передается от одной молекулы переносчика к другой, как по эстафете. 3. 49.Классификация методов физиотерапии. 1. Методы, основанные на использовании электрических токов различных параметров (постоянный, переменный импульсный): гальванизация, лекарственный электрофорез, электросон, трансцеребральная и короткоимпульсная электроанальгезия, диадинамотерапия, интерференцтерапия, электростимуляция, флюктуоризация, местная дарсонвализация, ультратонотерапия). 2. Методы, основанные на использовании электромагнитных полей сверхвысокой частоты: дециметровая и сантиметровая терапия, крайневысокочастотная терапия, терагерцовая терапия. 3. Методы, основанные на использовании электромагнитных колебаний оптического диапазона: лечебное применение инфракрасного, видимого, УФ- и лазерного излучения. Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике. Электромагнитная волна - процесс распространения электромагнитного поля в пространстве. Электромагнитное поле, особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами БИЛЕТ № 27 Электрокардиограмма здорового сердца: кривая, формы и виды зубцов. Информационное значение зубцов, интервалов и сегментов ЭКГ. Закон ослабления потока рентгеновского излучения. Линейный и массовый коэффициент ослабления. Физические основы рентгенодиагностики. Блок- схема генератора незатухающих колебаний. Аппарат УВЧ-терапии. Терапевтический контур. 1. 29.ЭКГ-кривая, отражающая изменения разности потенциалов с течением времени, обусловленная работой сердца. ЭКГ снимается с 3 стандартных, 3 усиленных и 6 грудных отведений. Отведение-2 точки эл. Поля между которыми измеряется разность потенциалов. 1. Зубец Р – возбуждение предсердий. 2. Сегмент PQ – возбуждение распространяется на атриовентрикулярный узел, пучок Гасса и ножки Гисса. 3. Зубец Q – возбуждение межжелудочковой перегородки. 4. Зубец R – начало возбуждения обоих желудочков. 5. Зубец S – полное возбуждение желудочков. 6. Сегмент ST - желудочки возбуждены некоторое время. 7. Зубец Т – процесс реполяризации. 8. Сегмент ТР – диастола. 2. 37.Закон ослабления. Поток рентгеновского излучения ослабляется в веществе по закону: Ф = Ф0е– х где – линейный коэффициент ослабления, который существенно зависит от плотности вещества. Он равен сумме трех слагаемых, соответствующих когерентному рассеянию 1, некогерентному 2 и фотоэффекту 3: = 1 + 2 + 3. Коэффициент m называют линейным коэффициентом ослабления. Его величина зависит от атомного номера поглощающего вещества и длины волны рентгеновского излучения. Из формулы можно определить размерность линейного коэффициента ослабления [m ] = L-1. Из этой же формулы следует физический смысл m : линейный коэффициент ослабления характеризует относительное уменьшение интенсивности луча при прохождении слоя поглотителя единичной толщины. I = Iо exp (–m x). Относительное изменение интенсивности пучка при прохождении пути dх, т. е. через массу dm, будет пропорционально этой массе: dI / I = - m mdm = m mr dx где коэффициент пропорциональности m m называется массовым коэффициентом ослабления. Рентгенодиагностика. Рентгенодиагностика – распознавание заболеваний при помощи просвечивания тела рентгеновским излучением. П  ри рентгеноскопии рентгеновская трубка расположена позади пациента. Перед ним располагается флуоресцирующий экран. На экране наблюдается теневое изображение. При рентгенографии объект помещается на кассете, в которую вложена пленка со специальной фотоэмульсией. Рентгеновская трубка располагается над объектом. Получаемая рентгенограмма дает негативное изображение. 3. При флюорографии, на чувствительной малоформатной пленке фиксируется изображение с большого экрана. 3. 52. В работе используется апп. УВЧ-66. Апп. состоит из 3-х основных блоков: генератор незатухающих колебаний, терапевтический контур и блок питания.  1)Основная часть КК-источник ЭМП 2) Источник Е 3) Клапан 4) Обратная связь, с помощью которой КК управляет работой клапана 5) Терапевтический контур С-конденсатор Терапевтический контур для технической безопасности. Вся электрическая схема смонтирована в металлический корпус. Отдельные элементы схемы экранированы. Элементы управления находятся на передней панели и имеют соответствующие надписи. Переключатель «Напряжение» служит для регулировки рабочих режимов апп. Контроль напряжения в сети осуществляется нажатием кнопки «Контроль». Для изменения мощности служит переключатель «Мощность» (0, 20, 40, 70 Вт). Ёмкость переменного конденсатора ТК изменяется ручкой «Настройка».  БИЛЕТ № 28 Вектор ЭДС сердца, его построение, клиническое значение. Техника измерения амплитудных (мВ) и временных (сек) параметров, зубцов и интервалов ЭКГ по электрокардиограмме. Физические процессы, происходящие в тканях организма под воздействием электрической составляющей переменного электромагнитного поля высокой частоты. УВЧ-терапия. Изобразить графически влияние полей на растворы электролитов и жидкие диэлектрики. Потенциал действия, определение, кривая ПД. Фазы ПД, ионные механизмы их возникновения. 1. 30. Вектор ЭДС сердца можно построить с помощью треугольника Эйтховена. Для построения вектора ЭДС сердца по ЭКГ нужно построить равносторонний треугольник и из середин его сторон восстановить перпендикуляры до взаимного пересечения в точке О. Затем в трёх отведениях измерить амплитуды соответствующих зубцов (например R). Отложить полученные значения на сторонах треугольника. Восстановить перпендикуляры из концов векторов отведений до взаимного пересечения в точке О’. Отрезок О О’ можно рассматривать теперь как вектор ЭДС и прямую на которой он лежит-как электрическую ось сердца. мВ: 1) Для расчёта напряжения в зубце Rизмерьте его амплитуду в мм 2) Используя параметры калибровочного сигнала (амплитуда 10 мм и напряжение 1 мВ) составьте пропорцию: АК-1 мВ AR1-Х мВ где, АК-амплитуда калибровочного сигнала AR1-амплитуда исследуемого сигнала. Тогда амплитуда исследуемого сигнала в мВ будет равна: Х(мВ) = AR1*1мВ/ АК 3) Рассчитать напряжение зубцов R во всех трёх отведениях. Сек: 1) Уточните скорость записи ЭКГ. 2) Измерьте расстояние между интересующими вас точками на оси t. 3) Рассчитайте время: t=S/V 2. 53.УВЧ-терапия-лечебный метод, где действующим фактором является ЭМП, составляющей которого является переменное ЭП ультравысокой частоты, подведённоё к тканям с помощью конденсаторных пластин. Действие УВЧ-поля в жидких токопроводящих средах вызывает направленное колебание ионов, а в диэлектриках-колебание ядра и электронов. Под действием УВЧ-поля в тканях происходит теплообразование. Колебательные движения заряженных частиц приводят к физико-химическим изменениям в клеточной и молекулярной структуре тканей. При воспалительных процессах УВЧ-поле вызывает усиление кровообращения в очаге действия. УВЧ-поле снижает жизнедеятельность бактерий. ЭП УВЧ оказывает антиспастическое действие на гладкую мускулатуру желудка, кишечника, бронхи. Влияние ЭП УВЧ сопровождается расширением капилляров, артериол, снижением АД, ускорением кровотока. t(мин) t°(ф.р.) t°(в.м.) 0 23 23 5 24 24 10 25 26 15 25 27 20 26 29 25 27 29 30 28 31 (график построить) 3.9. Потенциал действия - быстрое колебание величины мембранного потенциала, вызванное действием на возбудимую клетку электрического или другого раздражителей. В потенциале действия выделяют несколько фаз: * фаза деполяризации; * фаза быстрой реполяризации; * фаза медленной реполяризации * фаза гиперполяризации При деполяризации клеточ. мембраны до критическ. уровня деполяризации происходит лавинообразное открытие потенциал чувствительных Na+- каналов. Фаза быстрой и медленной реполяризации. В результате деполяризации мембраны происходит открытие потенциалчувствительных К+- каналов. Положительно заряженные ионы К+ выходят из клетки по градиенту концентрации , что приводит к восстановлению потенциала мембраны. В начале фазы интенсивность калиевого тока высока и реполяризация происходит быстро, к концу фазы интенсивность калиевого тока снижается и реполяризация замедляется. Ионный механизм возникновения потенциала действия В основе возникновения потенциала действия лежат изменения ионной проницаемости клеточн. мембраны. При действии на клетку раздражителя проницаемость мембраны для ионов Na+ резко повышается за счет активации натриевых каналов Поскольку поток Na+ в клетку начинает превышать калиевый ток из клетки, то происходит постепенное снижение потенциала покоя. При этом внутренняя поверхность мембраны становится положительной по отношению к ее внешней поверхности. В течение потенциала действия в клетку поступает значительное количество Na+, а ионы К+ покидают клетку. БИЛЕТ № 29 Блок-схема электрокардиографа. Назначение блоков. Виды электрокардиографов. Физические процессы, происходящие в тканях организма под воздействием постоянного тока. Гальванизация и электрофорез. Блок-схема аппарата. Рентгеновское излучение и его свойства. Рентгеновская трубка и принцип её работы. 1. 31.БО – блок отведения. 5 разноцветных проводов: кр-ПР, жёл-ЛР, зел-ЛН, чер-ПР (заземление), бел-грудная присоска. ДУ – дифференц. усилитель-отделяет помехи и полезный сигнал (помехи гасит а полезный сигнал усиливает) УНЧ – усилитель низкой частоты (коэф. Одного=10, а вместе=1000) УМ – усилитель мощности РУ – регистрирующее устройство К – мультивибратор (источник стабильного напряжения).  С Блок-схема: Блок Калибровки<-Блок отведения ->Дифф усилитель -> УНЧ ->УНЧ -> УНЧ ->Усилит мощнос ->РУ Блок питания –подсоединяется ко всем блокам, кроме РУ уществует несколько типов электрокардиографов. Они могут быть одноканальные, трёхканальные, шестиканальные, 12-канальные и многоканальные, а также компьютерные и портативные. В зависимости от вида, кардиографы применяются в диагностических центрах, машинах скорой помощи, в отделениях кардиологии, интенсивной терапии и функциональной диагностики, и даже в домашних условиях. 2. 54.Гальванизация - это высокоэффективный метод терапии, при котором на организм человека действует постоянный электрич. ток низкого напряжения (до 80В) и малой силы (до 50 мА). При его прохождении через кожу, в организме чел. происходят физико-химические процессы: электролиз, поляризация, диффузия, осмос. В тканях и клетках меняется соотношение ионов. Гальванизация стимулирует и регулирует функциональность нервной и эндокринной систем, нормализует секреторные и моторные функции органов пищеварения, увел. устойчивость к внешн. воздействиям, улучшается белковый и углеводный обмен,улучшается гемодинамика, нормализуется ритм сердечных сокращений. Также применяется для нормализации и ликвидации патологических состояний, так и для профилактики преждевременного старения организма. Если при гальванизации применяется лекарственное средство, то такой метод называется электрофорез, Лечебные эффекты: противовоспалительный , анальгетический, седативный, метаболический, секреторный. Показания. Заболевания периферической НС , последствия травматических поражений головного и спинного мозга и их оболочек, функциональные заболевания центральной нервной системы с вегетативными расстройствами и нарушениями сна, гипотоническая болезнь. Лекарственные вещества в растворе диссоциируют на ионы, которые образуют заряженные гидрофильные комплексы. При помещении таких растворов в электрическое поле эти ионы будут перемещаться по направлению к противоположным полюсам. 3. 33.Рентгеновское излучение и его свойства.Рентгеновская трубка и принцип её работы. Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением игамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10−2 до 103 Å (от 10−12 до 10−7 м).[1] Рентге́новская тру́бка — электровакуумный прибор, предназначенный для генерации рентгеновского излучения. Принцип действия и устройство Излучающий элемент представляет собой вакуумный сосуд с тремя электродами: катодом, накал катода и анодом. Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение), либо при высокоэнергетических переходах в электронных оболочках атомов (характеристическое излучение). Оба эффекта используются в рентгеновских трубках. Основными конструктивными элементами таких трубок являются металлические катод и анод (ранее называвшийся такжеантикатодом). В рентгеновских трубках электроны, испущенные катодом, ускоряются под действием разности электрических потенциалов между анодом и катодом (при этом рентгеновские лучи не испускаются, так как ускорение слишком мало) и ударяются об анод, где происходит их резкое торможение. При этом за счёт тормозного излучения происходит генерация излучения рентгеновского диапазона, и одновременно выбиваются электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий . |