Вопрос 1) Рентгеновская компьютерная томография. Рентгеновская компьютерная томография (ркт)
 Скачать 1.68 Mb.
|
|
Вопрос 28.Ультразвук и его проникающая способность. Ультразвуком (УЗ) называют механические колебания и волны в упругих средах в диапазоне частот 20000 – 1010 Гц. Ультразвуковые колебания, не воспринимаются человеческим ухом. Частоты ультразвука условно подразделяют на три области: УЗНЧ - ультразвук низких частот – (2 104 – 105 Гц), УЗСЧ - ультразвук средних частот – (105 – 107 Гц), УЗВЧ – ультразвук высоких частот – (107 – 1010 Гц). Верхний предел определяется межмолекулярными расстояниями и зависит от рода вещества, его агрегатного и термодинамического состояния. Верхний предел УЗ колебаний граничит с гиперзвуковыми колебаниями (до 1013 Гц). Каждая из областей характеризуется своими специфическими особенностями генерации, приема, распространения и применения. Низкочастотные ультразвуки обладают способностью хорошо распространяться в воздушной среде. Ультразвуки высокой частоты практически в воздухе не распространятся. Поэтому области использования УЗСЧ и УЗВЧ относятся почти исключительно к жидким и твердым телам, а в воздухе и в газах применяют только УЗНЧ. К сожалению, ультразвук с высокой частотой (5 МГц и выше) сильнее затухает при распространении в биологических тканях, что существенно снижает глубину исследований на высоких частотах. Для исследования структур, располагающихся глубоко, используется низкочастотный ультразвук (2,5 – 3,5 МГц). При этом надо помнить, что между разрешающей и проникающей способностью имеется обратно пропорциональная зависимость. УЗ волны бывают продольные и поперечные. В жидкостях и газах УЗ волна распространяется в направлении колебательного движения частиц, т.е. являться продольной. При распространении продольной волны в среде возникают последовательно области сжатия и разрежения частиц среды. В твердых телах и плотных биотканях помимо продольных деформаций, возникают также и упругие деформации сдвига, обусловливающие появление поперечных волн. В этом случае частицы совершают колебания перпендикулярно направлению распространения волны. Вопрос 29. Всякое магнитное поле характеризуется индукцией магнитного поля, которую обозначают В (Тл). В МРТ различают несколько типов томографов: -со сверхслабым поем 0,01 Тл-0,1 Тл; -со слабым полем 0,1-0,5 Тл; -со средним полем 0,5-1 Тл; -с сильным полем 1-2 Тл; -со сверхсильным полем >2 Тл. 1. По видам МРТ: под видами понимаются исследования разных внутренних органов и частей тела. 2. По мощности: под мощностью понимается высота напряженности магнитного поля (низкопольные, среднепольные и высокопольные аппараты). Напряженность магнитного поля низкопольных: от 0,1 до 0,5 Тл. Преимущества: · Подходят для диагностики в 95% случаев. · Позволяет провести диагностику пациентам с металлом в теле. Магнитное поле такого томографа не очень агрессивно: металл внутри организма не сдвинется и не нагреется. · Томография на таком аппарате может быть полезна в качестве предварительной диагностики, когда не нужна высокая четкость исследования. · Часто это томографы открытого типа, что очень удобно для некоторых групп пациентов (страдающих клаустрафобией, полных людей, детей или пациентов с серьезными травмами, которые не позволяют воспользоваться туннельным аппаратом). · Исследование на низкопольном аппарате обойдется дешевле Недостатки: · Снимки будут недостаточно четкими. Томографы такой мощности позволяют обнаружить наличие грубых патологий, но не позволяют определить их четкие границы, мелкие морфологические изменения тканей и другие характеристики. В частности, эти аппараты недостаточно эффективны для качественной МР-ангиографии (исследование сосудов), сканирования молочных желез и органов брюшной полости. · Для более точного результата исследование придется повторить на аппарате большей мощности. · Такие аппараты обычно довольно старые. Время исследования низкопольных аппаратов от 40 минут и более. Напряженность магнитного поля среднепольных: · у среднепольных: от 0,5 до 0,9 Тл (подходят для диагностики в 97% случаев) · у высокопольных: от 1 Тл и выше (подходят для диагностики в 100% случаев). В современных коммерческих центрах чаще всего используются высокопольные томографы напряженностью 1-1,5 Тл. Преимущества: · Такая мощность позволяет с высокой точностью оценить состояние тканей, выявить метастазы и другие мельчайшие патологии, провести диагностику сосудов и других сложных структур за счет высокой четкости и великолепному качеству снимков. · Чем выше мощность аппарата, тем выше скорость проведения исследования. Например, диагностика одного и того же органа займет 15-20 минут на аппарате мощностью 1 Тл и всего 10-15 минут при мощности 1,5 Тл. Недостатки: · Использование более мощных аппаратов противопоказано пациентам с содержанием металлов в теле. · Как правило, высокопольные томографы - это аппараты туннельного типа. Поэтому они не всегда подходят пациентам с выраженной клаустрофобией или избыточным весом. Среднее время исследования среднепольных аппаратов: 20-30 минут Многие исследования высокопольных аппаратов делаются в течении 15 минут. 3. По типам МРТ: под типами понимаются разновидности самого аппарата МРТ (открытый, закрытый). Томограф закрытого типа: Закрытые аппараты имеют цилиндрическую форму, представляют собой своеобразный туннель, куда пациент попадает на специальном столе. Процедуры в таком томографе обычно вызывают наибольший психологический дискомфорт, особенно у пациентов, которые страдают клаустрофобией. Также у таких аппаратов есть определенные ограничения в отношении комплекции пациентов: крупным и полным людям он может не подойти по размеру. При этом именно томографы закрытого типа имеют наиболее высокую напряженность магнитного поля, которая позволяет получить более качественные и отчетливые снимки, что крайне важно для некоторых видов исследований. Томограф открытого типа Такой аппарат оснащен магнитами сверху и снизу, поэтому пространство вокруг стола, на котором располагается пациент, остается свободным. Конструкция аппарата позволяет без лишних осложнений провести диагностику для пациентов с клаустрофобией, лишним весом, а также детей. Но чаще всего подобные томографы - низкопольные, в связи с чем точность исследования будет несколько ограничена. Вопрос 30)Ограничение УЗИ – томографии. Из всего спектра видов ультразвуковых исследований можно выделить всего несколько противопоказаний: Исследование сложнее провести, если на коже в проекции изучаемого органа есть обширные воспалительные поражения, ожоги, некоторые дерматологические заболевания, которые мешают плотному контакту датчика с кожей. Но на практике это редко мешает проведению УЗИ, поскольку положение датчика можно менять. Трансректальное исследование простаты не рекомендуют делать, после операций на прямой кишке, удаления геморроидальных узлов, при незаживших анальных трещинах, свищах и некоторых других заболеваниях, при которых нежелательно введение датчика в прямую кишку или невозможен плотный контакт со стенкой кишечника. Трансвагинальное УЗИ малого таза не рекомендуют делать после некоторых гинекологических операций, а также, девушкам, не живущим половой жизнью. Трансабдоминальное УЗИ простаты и органов малого таза, требующее наполнения мочевого пузыря, не рекомендуют проводить при недержании мочи и после операций на мочевом пузыре. Информативность ультразвукового исследования органов брюшной полости снижается, если оно проводится не на голодный желудок, при повышенном газообразовании. УЗИ гормонозависимых органов (матки, яичника, молочных желез) у женщин следует проводить в назначенный врачом день цикла, который зависит от показаний для исследования. Таким образом, большинство противопоказаний связаны не с риском для здоровья, а со сниженной информативностью этого метода исследования в данной ситуации. Вопрос 31)Доплеровская ультразвуковая диагностика. Суть метода допплерографии Допплерография – это метод УЗИ диагностики, основанный на эффекте Доплера: изменение частоты УЗ-волн, отраженных от движущихся эритроцитов. Допплеровский сдвиг частоты позволяет судить о скорости и направлении кровотока. В результате передачи серии ультразвуковых импульсов в ткани на экране монитора получают график, демонстрирующий изменение скорости кровотока с течением времени на заданной глубине (допплеровский спектр или частотный спектр эхо-сигналов, поступающих от кровотока). Такой спектральный (или импульсный) режим позволяет на основе оценки кровотока вычислить ряд важных параметров. Метод УЗ-допплерографии (или «слепой допплер») позволяет оценить лишь одну функцию – проходимость сосуда, на основе графика кровотока. Поскольку отсутствует визуализация сосудов, нельзя уточнить причину выявленного нарушения его проходимости. Моно режим УЗДГ считается устаревшим. Это был первый этап развития УЗ-допплерографии, когда исследователю приходилось на глаз выставлять глубину сканирования в предполагаемом местонахождении сосуда. Графический спектр кровотока получался в слепую, без визуального подтверждения, откуда он получен. Усовершенствованный и более информативный метод – дуплексное ультразвуковое сканирования (УЗДС). Современный УЗИ-сканер выполняет одновременно две функции (дуплекс): анатомическое исследование сосудов, качественное и количественное исследование кровотока. УЗДС дает информацию о состоянии сосуда и окружающих тканей в В-режиме (серый спектр) и позволяет оценить гемодинамические явления с использованием эффекта Доплера. Дуплексное сканирование отображает сосуд в двух плоскостях – вдоль и поперек. Двухмерная визуализация сосудов позволяет оценивать их проходимость и причины ее нарушения (стеноз, наличие тромбов и бляшек, извитость хода, аномалии развития), а так же скорость и направление кровотока. Технологический режим, при котором дуплексное сканирование проходит с использованием цветного допплеровского картирования, называется триплексным сканированием. Цветовой режим дает информацию о качественном состоянии кровотока, его характере (равномерный или турбулентный, с множественными завихрениями), а спектральный режим – количественную, или информацию о скорости кровотока. Цветовой режим дает более точную оценку проходимости сосудов. Исследуется состояние как венозных, так и артериальных сосудов. Красный цвет на мониторе показывает кровоток, направленный в сторону датчика, синий – направление кровотока от датчика. В режиме триплексного сканирования способен работать любой стационарный сканер среднего или экспертного класса, произведенный ведущими мировыми фирмами в течение последних 10 лет. Преимущество метода УЗ-допплерография, позволяющая проводить наблюдения в режиме реального времени, является неинвазивным и безопасным методом исследования параметров циркуляции крови и состояния сосудов. Преимущество УЗДГ в том, что он позволяет получить результат безболезненно и без побочных эффектов для пациента, без лучевой нагрузки и практически без прямых противопоказаний. Его можно применять и у детей. Допплерография исследует так же скорость сокращения сердечной мышцы и движения сердечных клапанов. В отличие от ангиографии, метод УЗДГ совершенно безвреден, поскольку не нуждается во введении контрастных веществ. Преимущества допплерографии особенно очевидны в акушерской практике. Метод позволяет изучать состояние кровотока плода, маточных артерий и пуповины, а так же регистрировать ЧСС плода. Дуплексное сканирование широко используется в сосудистой хирургии. Метод способствует ранней диагностике заболеваний и предупреждению развития осложнений. Может выполняться повторно неоднократно, что может быть необходимо для оценки динамики заболевания на фоне терапии. Вопрос 32. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Рассмотрим плоскую волну, распространяющуюся в направлении, задаваемым волновым вектором k. Она описывается выражением  где ξ — смещение некоторой физической характеристики из положения равновесия, A — амплитуда смещения, r — радиус-вектор точки, в которой смещение наблюдается. Выражая частоту и длину волны по формулам (1.1) и (1.2) приходим к следующей записи  Функцию Ψ называют волновой функцией частицы. Она описывает состояние частицы. Как правило, волновая функция является комплекснозначной. В силовых полях она имеет иной вид, часто непериодический. Однако и в этих случаях она оставляет за собой название волновой функции. Продифференцируем выражение дважды по пространственным переменным:  Однократное дифференцирование по времени даёт выражение  Вспоминая, что энергия и импульс частицы в классической механике связаны соотношением  предыдущее уравнение перепишется в виде  Уравнение называется уравнением Шрёдингера . Уравнение было установлено Шрёдингером в 1926 году из оптико-механической аналогии. Данное уравнение является основополагающим в нерелятивистской квантовой теории. Оно в отличие от соотношения неопределённостей носит вполне позитивный характер, однако требует пояснений, касательно волновой функции. 33) Ядро и его механические свойства. Ядро в магнитном поле и его энергия. Ядром называется центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома и его положительный электрический заряд. Все атомные ядра состоят из элементарных частиц: протонов и нейтронов, которые считаются двумя зарядовыми состояниями одной частицы - нуклона. Протон имеет положительный электрический заряд, равный по абсолютной величине заряду электрона. Нейтрон не имеет электрического заряда. 2. Зарядом ядра называется величина Ze, где е - величина заряда протона, Z - порядковый номер химического элемента в периодической системе Менделеева, равный числу протонов в ядре. В настоящее время известны ядра с Z от Z=1 до Z=107. Для всех ядер, кроме и некоторых других нейтронодефицитных ядер N>Z, где N - число нейтронов в ядре. Для легких ядер N/Z»1; для ядер химических элементов, расположенных в конце периодической системы, N/Z»1,6. 3. Число нуклонов в ядре A=N+Z называется массовым числом. Нуклонам (протону и нейтрону) приписывается массовое число, равное единице, электрону - нулевое значение А. Ядра с одинаковыми Z, но различными А называются изотопами. Ядра, которые при одинаковом А имеют различные Z, называются изобарами. Ядро химического элемента X обозначается , где Х - символ химического элемента. Всего известно около 300 устойчивых изотопов химических элементов и более 2000 естественных и искусственно полученных радиоактивных изотопов. 4. Размер ядра характеризуется радиусом ядра, имеющим условный смысл ввиду размытости границы ядра. Эмпирическая формула для радиуса ядра м, может быть истолкована как пропорциональность объема ядра числу нуклонов в нем. Плотность ядерного вещества составляет по порядку величины 1017 кг/м3 и постоянна для всех ядер. Она значительно превосходит плотности самых плотных обычных веществ. 5. Ядерные частицы имеют собственные магнитные моменты, которыми определяется магнитный момент ядра Рmяд в целом. Единицей измерения магнитных моментов ядер служит ядерный магнетон mяд 6. Распределение электрического заряда протонов по ядру в общем случае несимметрично. Мерой отклонения этого распределения от сферически симметричного является квадрупольный электрический момент ядра Q. Если плотность заряда считается везде одинаковой, то Q определяется только формой ядра.  34) Населенности энергетических уровней ядер магнитном поле. В макроскопическом образце при термическом равновесии ядра распределяются по различным энергетическим уровням в соответствии со статистикой Больцмана. Рассмотрим ядра со спином I=1/2. Обозначим число ядер на верхнем энергетическом уровне Nβ, а на нижнем уровне - Nα . Тогда:  где kB - константа Больцмана, а T - абсолютная температура (в K). Разности энергии ΔЕ по сравнению со средней энергией термических движений kBT крайне мала, поэтому населенности энергетических уровней примерно одинаковы. Избыток ядер на нижнем энергетическом уровне составляет приблизительно одну миллионную долю (м.д.). Из выражения (1-10) становится очевидной целесообразность повышения напряженности постоянного магнитного поля В0 до максимально достижимого значения. При этом увеличиваются как расстояния между энергетическими уровнями, так и вследствие увеличения избыточной заселенности нижнего уровня повышается чувствительность метода. |