Шпаргалка по "Медфизике"

1.Звук  - механические колебания и волны, распространяющиеся в упругих средах в виде продольных волн с частотой от 16 Гц до 20000 Гц и воспринимаемые человеческим ухом.Субъективные характеристики звука:

1. Тембр – «окраска» звука и определяется его гармоническим спектром. Различные акустические спектры соответствуют разному тембру, даже в том случае, когда основной тон у них одинаков. Тембр – качественная характеристика звука.
2. Высота тона  - субъективная оценка звукового сигнала, зависящая от частоты звука и его интенсивности. Чем больше частота, главным образом основного тона, тем ниже высота воспринимаемого звука.
3. Громкость – также субъективная оценка, характеризующая уровень интенсивности.

Объективные характеристики: 1)интенсивность-энергия проносимая звуковой волной за единицу времени через единицу площади.(вт\м в кВ)

2)спектр звука-кол-во обертонов.

3)частота основного тона (Гц)

 

2. Закон Вебера-Фехнера .

Громкость может быть оценена  колич путем, те сравнение слух ощущ от 2 источников. В основе шкалы уровней громкости лежит важный психофиз закон Вебера-Фехнера: «Если увел раздраж в геометр прогрессии, то ощущ этого раздр увел в арифм прогрессии». Матем запись закона В-Ф: E_б=klg(I/ I₀₎. В общем случае: Е_ф=10klgI/ I₀. Условились считать, что на частоте 1 кГц шкалы интенс и громк совпадают и k=1. Для отл от шкалы интенс в шлаке громкости дБ назыв фонами. Громкость на др частотах можно изм сравнивая исслед звук с частотой 1кГц. Для этого с пом звук генератора (эл прибор генерирующий частоты колеб в Зв диапозоне), созд ν=1кГц. Затем изм интенс до тех пор, пока не возн слух ощущение ананлог ощущу громкости исслед звука. У звука частотой 1кГц в дБ дБ, измеряемая по прибору, равна громкости этого звука в фонах.

Кривые равной громкости. Зависимость громкости от частоты колебаний в системк звуковых измерений определяется на основании экспериментальных данных при помощи графиков, которые назыв К-р-г. Эти кривые характеризуют зависимость уровня интенсивности L от частоты υ звука при постоянном уровне громкости. Кривые называют изофонами. Нижняя изофона соответствует порогу слышимости (Е=0 фон), верхняя показывает предел чувствительности уха, когда слуховое ощущение переходит в ощущение боли (Е=120 фон)

3. Аудиограмма.  Аудиометрия. Графики, пояснения,  применение в медицине.

Метод измерения остроты  слуха называют аудиометрией. При аудиометрии на аудиометре определяют порог слухового ощущения на разных частотах. Полученная кривая называется аудиограммой.

Аудиограмма - это график, отображающий состояние слуха человека.

По горизонтальной оси откладываются частоты (от 125 до 8000 Гц), а по вертикальной – пороги слышимости на соответствующих частотах, т.е. минимальные уровни звукового давления сигнала, при которых пациент слышит звук. При построении аудиограммы значения этих порогов измеряются специальным прибором – аудиометром.

По характеру  данного графика можно судить о нарушениях органа слуха и методах  и их коррекции.

Что такое кривая порога слышимости?

Кривой порога слышимости называют график зависимости (минимальной) интенсивности звука, способного создать слуховое ощущение от частоты этого звука. Этот график приведен на рисунке в пункте 11. Как и кривые одинаковой громкости они имеют провал - минимум на частотах 1000 - 4000 Гц, что указывает на то, что наше ухо наиболее чувствительно именно к этим частотам.

 

4. Инфразвук, диапазон  частот; эффекты и механизмы воздействия на организм человека Инфразвук – звуковые волны с частотой колебаний меньше 16Гц. (ниже воспринимаемой ухом человека).Одним из самых важных свойств инфразвука является его способность распространяться на большие расстояния в различных средах: в воздухе, воде, земной коре.

Тк длина  волны инфразвука больше, чем у  слышимых звуков то инфразвук волны  лучше дифрагируют и проникают  в помещение, обходя преграды. Воздействие инфразвука происходит не только через слуховой анализатор, но и через механорецепторы кожи. Возникающие нервные импульсы нарушают согласованную работу различных отделов нервной системы, что может проявляться головокружением, болями в животе, тошнотой, затрудненным дыханием, чувством страха, при более интенсивном и продолжительном воздействии - кашлем, удушьем, нарушением психики. Поражающее действие инфразвука зависит от его силы и интенсивности. Инфразвуковые колебания небольшой интенсивности вызывают тошноту и звон в ушах, уменьшают остроту зрения. Нарушения, связанные с расстройствами зрительного аппарата проявляются отличием друг от друга картин, создаваемых левым и правым глазом, начинает «ломаться» горизонт. При длительном воздействии возникают проблемы с ориентацией в пространстве и в редких случаях слепота. Колебания средней интенсивности могут стать причиной расстройства пищеварения, сердечнососудистой, дыхательной систем, нарушения психики с самыми неожиданными последствиями. Инфразвук высокой интенсивности (частотой 7 Гц и выше), влекущий за собой резонанс , приводит к нарушению работы практически всех внутренних органов, к кровотечению из ушей и носа. Также возможен смертельный исход из-за остановки сердца, или разрыва кровеносных сосудов. Снижение уровня интенсивности инфразвуков в жилых, производственных и транспортных помещениях – одна из задач гигиены.

 

5.Ультразвук.

Ультразвуком  называют продольные  механические  волны с частотами колебаний  выше 20 КГц.  В каждой среде скорость  распространения,  как звука,  так и ультразвука – одинакова.  Длина ультразвуковых волн в воздухе меньше чем 17 мМ

Источниками  ультразвука  являются специальные  электромеханические излучатели.  Один тип излучателей  работают  на основе  явления  магнитострикции, когда в переменном магнитном поле изменяются размеры некоторых тел ( например, никелевого стержня). Такие излучатели  позволяют  получить колебания с частотами от 20 до 80  КГц.

Второй тип  излучателей  работает  на основе  пьезоэффекта,  когда в переменном электрическом  поле изменяются  размеры некоторых тел.  Для  этого типа  излучателей  можно получать  более высокочастотные колебания – до 500 МГц.

Классиф по интенс: 1)нзкоинтенсивные (до 1, 5 Вт/см в кВ), способствуют ускорению обменных процессов в органах, легкому нагреву тканей. 2) высокой интенсивности (3 – 10,5), вызывает угнетения, переходящие  в процесс полного разрушения тканей3) ср. интенсивности (1,5-3,05), вызывают обратимые ф-и угнетений, в частности нервных тканей.

 Особенности  ультразвука.

 В каждой  среде скорость распространения  звука и ультразвука – одинакова.  Наиболее важной особенностью  ультразвука  является узость  ультразвукового пучка, что позволяет   воздействовать на какие-либо  объекты локально. В неоднородных  средах с мелкими включениями частиц, когда размеры  включений примерно равны, но больше длины волны (L=λ) имеет место явление дифракции. Если размеры включений много больше длины волны имеет место прямолинейность распространения ультразвука. В этом случае можно получать ультразвуковые тени от таких включений, что используется при разл видах диагностики технической и медицинской. Важным теоретическим моментом при  использовании ультразвука  является  прохождение  ультразвука из одной среды в другую.

Частота при  этом не изменяется.  Скорость и длина волны при этом  могут изменяться.

Проникновение УВ  в другую среду характеризуется  коэффициентом проникновения. Он определяется как  отношение  интенсивности  волны  попавшей во вторую среду  к  интенсивности, попавшей волны:

Этот коэффициент зависит от  соотношения акустического импеданса двух сред.

Акустическим  импедансом  называют  произведение плотности среды на  скорость  распространения волн в данной  среде:

Коэф. Проникновения  наибольший- близкий к 1, если  акустический импеданс двух сред примерно равны.

Если импеданс  второй среды больше, чем первой, то  коэф. проникновения ничтожно мал. В однородных средах  ультразвук поглощается по закону  показательной  функции.

Воздействие УВ на организм.

 Три вида  действия УВ:

- механическое

- тепловое

- химическое

Все три вида воздействия УВ на  организм связано  с явлением кавитации- это кратковременные    возникновения  микро полостей в  местах  разряжения волны.

УВ ускоряет  протекание процессов  диффузии и  растворения, оказывает влияние на скорость химических реакций. УВ большой мощности вызывает  гибель вирусов и бактерий. При малой мощности увеличивается проницаемость клеточных мембран и активизируются процессы обмена в тканях. Способность УВ  волн  оказывать механическое и тепловое действие  на ткани лежит в основе  УВ физиотерапии.

Локационные методы:

- эхоэнцефалография( определение   опухолей и  отека головного  мозга)

-ультразвуковая кардиография ( измерение  размеров сердца  в динамике)

-ультразвуковая  локация ( в  офтальмологии).

Теменной метод  основан на  регистрации интенсивности  УВ , прошедшего через исследуемый  объект. В хирургии для резки костной  ткани  применяют УВ скальпель.

6. 6.Пульсовая волна-распространяющаяся по артериям и аорте волна повышенного давления. Особенности тока крови по крупным  сосудам, средним и мелким сосудам, капиллярам, ток крови при сужении сосуда, звуковые эффекты.

Движение крови  по сосудам обусловлено градиентом давления в артериях и венах. Оно  подчинено законам гидродинамики  и определяется двумя силами: давлением, влияющим на движение крови, и сопротивлением, которое она испытывает при трении о стенки сосудов. Силой, создающей давление в сосудистой системе, является работа сердца, его сократительная способность. Сопротивление кровотоку зависит прежде всего от диаметра сосудов, их длины и тонуса, а также от от объема циркулирующей крови и ее вязкости. При каждом сокращении сердца кровь выбрасывается в артерии под большим давлением. Вследствие сопротивления кровеносных сосудов ее передвижению в них создается давление, которое называют кровяным давлением. Величина его неодинакова в разных отделах сосудистого русла. Наибольшее давление в аорте и крупных артериях. В мелких артериях, артериолах, капиллярах и венах оно постепенно снижается; в полых венах давление крови меньше атмосферного. На протяжении сердечного цикла давление в артериях неодинаково: оно выше в момент систолы и ниже при диастоле, Наибольшее давление называют систолическим (максимальным), наименьшее — диастолическим (минимальным). Колебания кровяного давления при систоле и диастоле сердца происходят лишь в аорте и артериях; в артериолах и венах давление крови постоянно на всем протяжении сердечного цикла. Среднее артериальное давление представляет собой ту величину давления, которое могло бы обеспечить течение крови в артериях без колебаний давления при систоле и диастоле. Это давление выражает энергию непрерывного течения крови, показатели которого близки к уровню диастолического давления.  Когда давление станет равным систолическому, кровь будет способна  пробиться через  сдавленную артерию – возникнет турбулентное течение.

---Характерные  тоны и шумы, сопровождающие этот  процесс,  прослушивает врач при   изменении давления,  располагая  фонендоскоп на артерии дистальнее  манжеты ( на большом расстоянии от сердца).  Продолжая  уменьшать давление в манжете,  можно восстановить ламинарное течение крови,  что заметно по резкому ослаблению  прослушиваемых тонов. Пульсовая волна распространяется со скоростью 5-10 м/с. Длина волны лямбда=2Пv/w. Скорость волны в крупных сосудах заисит от их параметров(формула Моенса- Кортевега): v=корень из Eh/pd, E-модуль упругости, p –плотность в-ва сосуда, h-толщина стенки сосуда, d-диаметр сосуда.

7. Медицинская   вискозиметрия. Принцип работы  мед вискозиметра.

Вискозиметрия-совокупность методов измерения вязкости, с помощью прибора вискозиметра.

Принцип работы медицинского вискозиметра : скорость продвижения жидкостей в капиллярах с одинаковыми сечениями при  равной t⁰ и р зависит от вязкости этих жидкостей.

Мед вискозиметр состоит из 2х одинаковых градуированных капилляров А₁ и  А₂ В капилляр А₁ набирают определенный V дистиллированной воды, перекрывают кран Б.Это позволяет набрать исследуемую жидкость в капилляр А₂, не изменяя уровень воды. Если теперь открыть кран б и создать разрежение в вискозиметре, то перемещение l жидкостей за одно и то же время будет пропорциональным их вязкости.

η_x/η₀ =l₀/lx        η_x= η₀ l₀/lx         

 

8.Явление пов натяжения. Капиллярность. Причины газовой и жировой эмболии сосудов.

Пов натяжение жидкости заключается в стремлении вещества уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с др фазой (пов энергию). На пов-тях раздела жид-ти и ее насыщ пара, двух несмешиваемых жид-й, жид-ти и тв тела возникает сила, обусловленная различным межмолекулярным взщаимодействием граничащих сред.Силы пов натяжения направлены по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура на котор они действуют и пропорциональныдлине этого участка. Коэф-т пов натяжения определяется отношением работы, затраченной на создание некоторой поверхности жидкости при постоянной температуре, к площади поверхности.α=F/l=A/S

Капиллярность-физ явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие – в случае смачивания.

Газовая и жировая  эмболия

Эмболия-явление  закупорки сосуда пузырьком воздуха(каплей жира),чреватое лишением кровоснабжения какого-либо сосуда или органа.

Газовая эмболия  возникает при:

-порезах крупных вен(там большое давление) и происходит закупорка.

-при подключении  капельницы в крупную вену (как  правило, подключичную) при отсутствии  жидкости в сосуде и подключенному  к нему  катетору.