- •Эффект Доплера. Медицинские приложения эффекта Доплера. Формула, связывающая скорость частиц крови и изменения частоты ультразвука при его отражении.
- •Звук. Объективные (физические) и субъективные (слухового ощущения) характеристики звука. Связь между ними. Единицы измерения.
- •Физические характеристики звука (объективные)
- •Параметры:
- •Физические основы методов ультразвуковой локации и эходоплеровских исследований.
- •Распределение вязкости крови вдоль кровеносного русла. Диагностическое значение вязкости крови.
- •Методы определения вязкости крови.
- •Гемодинамика. Гемодинамические показатели и их связь с физическими параметрами крови и кровеносных сосудов.
- •Графическая зависимость механического напряжения и относительной деформации. Пределы упругости и прочности.
- •Деформация тел. Упругая и пластичная деформация. Типы деформаций. Механическое напряжение. Закон Гука. Модуль упругости. Единицы измерения.
- •Вязкоупругие тела. Основные механические свойства костей, кожи, сосудов
- •Пассивный транспорт молекул и ионов через мембраны. Разновидность пассивного транспорта через мембраны.
- •Потенциал покоя. Механизмы генерации потенциала покоя.
- •Электрическая активность органов. Зависимость электрической активности органов от их физиологического состояния.
- •Электрография. Разновидность электрографии. Физические основы электрокардиографии (основное положение теории Эйнтховена).
- •Полное сопротивление (импеданс) тканей организма переменному электрическому току. Формула импеданса.
- •Реография. Физические основы реографии
- •Разновидности методов высокочастотной терапии. Факторы высокочастотной терапии. Физические процессы в тканях при воздействии высокочастотными факторами
- •Использование высокочастотных токов в медицине
- •Гальванизация и электрофорез. Физические процессы в тканях при гальванизации
- •Аппарат гальванизации. Принцип действия и устройства.
- •Природа света. Явления взаимодействия света с телами.
- •Классификация оптических методов и исследования диагностики, основанных на явлениях взаимодействия света с телами.
- •Поглощение света прозрачными растворами. Закон поглощения света (закон Бугера-Бэра). Коэффициент пропускания, оптическая плотность растворов. Фотоэлектроколориметрия
- •Лазеры. Устройства и принцип действия газового (или рубинового) лазера
- •Закон Кирхгофа (универсальная функция Кирхгофа; спектральная плотность энергетической светимости черного тела):
- •Люминесценция - излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела и продолжающееся в течение времени, значительно превышающего период световых колебаний (1015 с).
- •Естественный и поляризованный свет. Физические основы поляриметрии. Медицинское приложение поляриметрии.
- •Ультразвуковое, инфракрасное излучения. Медицинские приложения ультрафиолетовых и инфракрасных излучений
- •К ионизирующим относятся два вида излучений:
- •Радиоактивность. Закон радиоактивного распада, постоянная распада, активность радиоактивного препарата, период полураспада.
- •Порядок взаимодействия ионизирующего излучения с биологической тканью
- •Использование радионуклидов в медицине
- •Для биологического действия ионизирующих излучений характерен ряд общих закономерностей:
- •Закон ослабления рентгеновских лучей при прохождении через вещество. Физические основы рентгеноскопии.
- •Способы защиты от ионизирующих излучений.
- •Системные и внесистемные единицы измерений поглощенной, экспозиционной и эквивалентной дозы. Мощности доз.
Разновидности методов высокочастотной терапии. Факторы высокочастотной терапии. Физические процессы в тканях при воздействии высокочастотными факторами
На частотах свыше 100 кГц раздражающее действие переменного тока полностью прекращается. Это связано прежде всего с тем, что на таких частотах воротные процессы ионных каналов не успевают срабатывать и внутриклеточный состав не изменяется. Основным первичным эффектом в этом случае является тепловое воздействие.(Постоянный ток, токи НЧ и ЗЧ для нагревания тканей непригодны, так как их использование при больших значениях может привести к электролизу и разрушению).
Преимущества лечебного прогревания ВЧ-токами перед обычной грелкой очевидны:
• теплота выделяется во внутренних частях организма, а не поступает через кожные покровы;
• подбором соответствующей частоты можно осуществлять избирательное воздействие на нужный вид ткани;
• количество выделяемой теплоты можно дозировать, регулируя выходную мощность генератора.
Использование высокочастотных токов в медицине
Прогревание тканей высокочастотными токами используют в следующих физиотерапевтических процедурах.
Диатермия - метод электролечения, заключающийся в местном воздействии на организм переменным током высокой частоты и большой силы, приводящем к повышению температуры тканей.
При диатермии применяют ток частоты 1-2 МГц и силы 1-1,5 А. Свинцовые электроды накладывают на тело пациента так, чтобы прогреваемый участок находился между ними. Величина напряжения 100-150 В. Плотность тока определяется площадью электродов и общим сопротивлением ткани между ними. Сильнее нагреваются ткани с большим удельным сопротивлением (кожа, жир, мышцы). Меньше нагреваются органы, богатые кровью или лимфой (легкие, печень, лимфоузлы).
|
Недостаток диатермии - непродуктивное выделение теплоты в слое кожи и подкожной клетчатке.
Местная дарсонвализация - метод электролечения, заключающийся в местном воздействии на организм слабым импульсным током высокой частоты и высокого напряжения.
При дарсонвализации применяют ток частотой 100-400 кГц и напряжением в десятки кВ. При этом к телу пациента прикладывается только один стеклянный электрод, заполненный графитом
Гальванизация и электрофорез. Физические процессы в тканях при гальванизации
Гальванизация - лечебное воздействие на организм постоянным электрическим током невысокого напряжения и небольшой силы.Название метода связано с устаревшим названием постоянного тока - «гальванический ток».При гальванизации различных участков тела используют следующие токи:
В результате гальванизации в тканях активизируются системы регуляции локального кровотока. Происходит расширение просвета дермальных сосудов и возникает гиперемия кожных покровов. Расширение капилляров и повышение проницаемости их стенок происходит не только в месте наложения электродов, но и в глубоко расположенных тканях.
Аппарат гальванизации. Принцип действия и устройства.
Постоянный ток получают с помощью аппаратов для гальванизации. Для гальванизации используются, в частности, следующие аппараты: АГН-1, АГН-2, Поток-1,Поток-01М, Поток-Бр, Элфор-Проф.
Для примера прведем описание одного из аппаратов.
Терапевтический аппарат Эльфор-Проф предназначен для осуществления процедур гальванизации и электрофореза. Он является улучшенным функциональным аналогом физиотерапевтического аппарата для электрофореза Поток-1.
Основным узлом аппарата является выпрямитель со сглаживающим фильтром.
Выпрямитель состоит из трансформатора, полупроводниковых диодов, сглаживающего фильтра (С1, С2 и др.) и потенциометра Rн. Переменное напряжение сети преобразуется трансформатором в нужное по величине напряжение, которое снимается с вторичной обмотки и подается на диоды, включенные по мостовой схеме.
УВЧ – терапия. Физические процессы в проводящих и диэлектрических тканях при воздействии электрическим полем УВЧ – диапазона.
Ультравысокочастотная (УВЧ) терапия - лечебное использование электрической составляющей переменного электромагнитного поля ультравысокой частоты.
Для проведения лечебной процедуры участок тела, на который оказывается воздействие, помещается между двумя электродами, которые являются выносными пластинами конденсатора, входящего в электрическую схему аппарата УВЧ. На эти пластины подается генерируемое переменное напряжение, и между ними возникает переменное электрическое поле, оказывающее лечебное воздействие
Нагревание органов и тканей под действием электрического поля УВЧ вызывает стойкую, длительную и глубокую гиперемию тканей в зоне воздействия. Особенно сильно расширяются капилляры, диаметр которых увеличивается в несколько раз. Под воздействием УВЧ-поля существенно ускоряется и региональная лимфодинамика, повышается проницаемость эндотелия и других тканевых барьеров.
Аппараты для УВЧ-терапии используют частоты 40 и 27 МГц.Ей соответствует длина волны 11 м.
Аппаратура для функциональной диагностики: Эта аппаратура применяется - для получения, съёма, и передачи медико-биологической информации: - регистрация биопотенциалов, возникающих при работе различных органов (ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ); - регистрация неэлектрических величин электрическими приборами: температура, смещение тела, различные биохимические показатели и др. неэлектрические характеристики с помощью датчиков преобразуются в электрический сигнал и регистрируются (фонокардиография – исследование шумов, возникающих при работе сердца, реография - исследование объёма кровенаполнения органов и тканей и т.д.); - эндо- и радиометрия – миниатюрная электронная аппаратура с микрорадиогенератором (например, пилюля на конце полиэтиленового катеттера). б) аппаратура для электростимуляции используется для физиологических исследований, а также для лечебных целей (кардиостимуляторы). в) аппаратура для электротерапии обеспечивает воздействие на организм различными физическими факторами с целью лечения (аппарат для гальванизации – воздействие постоянным электрическим током; аппарат УВЧ – терапии – воздействие переменным электрическим полем; аппараты электрохирургии – воздействие токами высокой частоты; электростимуляторы – воздействие импульсными токами и др.) г) aппараты для лабораторного анализа – ФЭК, рефрактометр, поляриметр и др. д) компьютерная техника для переработки хранения, анализа и моделирования биологических процессов. II. Классификация медицинской аппаратуры по принципу действия. Медицинская электронная аппаратура, являясь по назначению медицинской, по принципу действия является физическими приборами. Поэтому её можно классифицировать на а) усилители - основа приборов для функциональной диагностики; б) выпрямители переменного тока - аппарат для гальванизации (электротерапия); в) генераторы импульсных токов – электростимуляция здоровых и больных мышц; г) генераторы электромагнитных колебаний – УВЧ-тера-пия, электоротомия (электрохирургия) и др.; д) генераторы механических колебаний – аудиометр, аппарат УЗИ (функциональная диагностика); е) генераторы оптического излучения – лазеры
Первичный элемент этой совокупности - чувствительный элемент средства измерений, называемый устройством съема, - непременно контактирует или взаимодействует с самой системой, остальные элементы находятся обычно обособленно от медико-биологической системы, в некоторых случаях части измерительной системы могут быть даже отнесены на значительные расстояния от объекта измерений.
Все устройства съема медицинской информации подразделяют на 2 группы: электроды и датчики (преобразователи). Электроды используются для съема электрического сигнала, реально существующего в организме, а датчик — устройство съема, реагирующее своим чувствительным элементом на воздействие измеряемой величины, а также осуществляющее преобразование этого воздействия в форму, удобную для последующей обработки. Электроды для съема биопотенциалов сердца принято называть электрокардиографическими (электроды ЭКГ).
Изделия медицинской техники в зависимости от способа защиты от поражения электрическим током делятся на 4 класса: Класс 01: В дополнении к основной изоляции имеют зажим для присоединения доступных для прикосновения металлических частей к внешнему заземляющему устройству. Вилка сетевого шнура не имеет заземленного контакта. Класс 1: В дополнении к основной изоляции имеют заземляющий контакт. У вилки есть заземляющий шнур или зажим. Класс 2: Имеют кроме основной изоляции дополнительную. Не требуют защитного заземления или обнуления. У ввода сетевого шнура в корпус имеется «0». Класс 3: Питаются от изолированного источника тока переменного напряжения не более 24 В или постоянного напряжения не более 50 В. И не имеют цепи с более высоким напряжением. Не нуждаются в занулении или в заземлении доступных металлических частей.
Техника безопасности эксплуатации медицинской техники. Для защиты от поражения электрическим током все доступные для прикосновения металлические части аппаратов класса 1 и 01 с глухо заземленным питанием занулены, а при питании от изолированной сети нейтрально заземлены. В начале каждого рабочего дня или смены инженерно-технический персонал должен проверять состояние защитного заземления или зануления. При проведении лечебной процедуры запрещается прикасаться к пациенту и электродам аппаратов для электротоковой терапии и дефибрилляторов. При проведении электрических лечебных и диагностических процедур персонал должен исключить возможность случайного заземления пациента (прикосновение к металлическим заземленным частям аппаратуры). Запрещается при проведении процедур оставлять пациента без надзора. В помещениях, в которых эксплуатируется электромедицинская аппаратура, радиаторы и металлические трубы отопления, водопроводные трубы, канализационные и газовые системы должны быть закрыты деревянными решетками, полы должны быть нетокопроводящие. Запрещается включать электрические приемники в электрическую сеть при повреждении изоляции шнура питания, корпуса, вилки и других дефектов. При обнаружении неисправности в процессе работы персонал должен немедленно отключить неисправный аппарат от сети, сделать соответствующую запись в журнале технического обслуживания, доложить заведующему отделения. Работать с этим аппаратом персонал может только после устранения неисправности, при наличии соответствующей записи электротехника в журнале технического обслуживания. В медицинских учреждениях запрещается использование переходников и удлинителей. Запрещается устранять неисправности в подключенной к сети аппаратуре. Нельзя применять электрические плитки с открытым подогревателем.
Термическое действие проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве участков тела. Электролитическое действие проявляется в разложении крови и других органических жидкостях. Биологическое действие проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Электротравмы: 1.электрические ожоги; 2.электрознаки; 3.металлизация кожи; 4.электроофтальмия; 5.механические повреждения. Электрический ожог делится на токовый и дуговой. Дуговой ожог возникает при напряжении более 1кВ и, как правило, температура дуги более 3,5 С. Токовый ожог обусловлен прохождением электрического тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Электрические знаки– четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи, подвергшейся действию тока. Они бывают в виде царапин, ран, порезов. В большинстве случаев они безболезненные. Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла. Это может произойти при коротких замыканиях и отключении рубильников под нагрузкой. Электроофтальмия– поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электродуги. Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием электрического тока. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов, даже переломы костей. Эти повреждения являются серьезными травмами, требующими длительного лечения. Ощутимый ток – это такой ток, который вызывает при прохождении через человека ощутимые раздражения. Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока частотой 50 Гц значением 0,5 – 1,5 мА и постоянного тока значением 5 – 7 мА. Пороговым неотпускающим током называют наименьшее значение неотпускающего тока. Для переменного тока частотой 50 Гц оно составляет 10 – 15 мА. При этих значениях тока человек чувствует непереносимую боль, а судороги мышц руки оказываются настолько значительными, что он не в состоянии их преодолеть, т.е. не может разжать руку, в которой зажата ТВЧ. |
