Смекни!
smekni.com

Учебно-методическое пособие минск 2004 удк 577. 3(075. 8) (стр. 3 из 11)

Задание № 11. Элементы биомеханики.

Лабораторная работа: «Определение модуля упругости кости по изгибу»

Ответить на вопросы:

1. Что такое деформация твердого тела? Упругая и пластическая деформация? Перечислите основные виды деформа­ций твердых тел.

2. Что такое механическое напряжение?

3. Закон Гука для различных видов деформации. Физический смысл модуля упругости.

4. Диаграмма растяжения, пределы пропорциональности, упругости, текучести, прочности

5. Методика определения модуля упругости кости в данной лабораторной работе.

Решить задачи:

1. Подвешенное сухожилие длиной 9 см и диаметром 6 мм под действием груза массой 31,4 кг удлиняется на 1 мм. Определить модуль упругости сухожилия.

2. Мышца длиной 5 см и диаметром 4 мм сократилась на 1 мм. Какая при этом была совершена работа? Модуль Юнга для мышечной ткани считать равным 107 Па.

3. Определить силу, необходимую для удлинения сухожилия сечением
4 мм2 на 2% от его первоначальной длины. Модуль Юнга для сухожилия считать равным 109 Па.

Литература:

1. А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика.

2. Ф.К.Горский, Н.М.Сакевич. Физический практикум с элементами электроники. Лабораторные работы №№ 4, 5.

3. И.А.Эссаулова и др. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. Лабораторная работа № 17.

Задание № 12. Семинар по теме "Биоакустика"

Ответить на вопросы:

1. Гармонические колебания. Дифференциальное уравнение. Выражения для смещения.

2. Затухающие колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания.

3. Вынужденные колебания. Резонанс.

4. Энергия гармонического колебания. Сложение гармонических колебаний с одинаковыми и разными частотами.

5. Разложение колебаний в гармонический спектр. Теорема Фурье. Применение гармонического анализа для обработки диагностических данных.

6. Волны в упругой среде (продольные и поперечные). Уравнение волны, поток энергии волны, интенсивность.

7. Природа звука. Скорость звука. Классификация звуков (тоны, шумы).

8. Физические и физиологические характеристики звука (частота, интенсивность, спектральный состав, высота, громкость, тембр).

9. Диаграмма слышимости (порог слышимости, порог болевого ощущения, область речи). Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности и уровни громкости звука, связь между ними и единицы измерения.

10. Отражение и поглощение акустических волн, акустический импеданс,

11. Коэффициент отражения акустических волн, показатель поглощения и его зависимость от час­тоты акустических волн.

12. Ультразвук. Получение ультразвука.

13. Применение ультразвука в диагностике. Методы получения изображений органов с помощью ультразвука (режимы диагностики А, В и М).Ультразвуковая томография.

14. Физические механизмы взаимодействия ультразвука с веществом. Те­рапевтическое применение ультразвука. Лекарственный фонофорез.

15. Применение ультразвука в хирургии.

Решить задачи:

1. Интенсивность звука частотой 5 кГц равна 10-9 Вт/м2. Определить уровни интенсивности и громкости этого звука.

2. Уровень интенсивности звука от некоторого источника равен 60 дб. Чему равен суммарный уровень интенсивности звука от десяти таких ис­точников звука при их одновременном действии?

3. Уровень громкости звука частотой 200 Гц после его прохождения че­рез стенку понизился от 100 до 20 фон. Во сколько раз уменьшилась ин­тенсивность звука?

4. Ультразвуковая волна из воздуха проходит в воду перпендикулярно поверхности воды. Какая доля от падающей ультразвуковой энергии расп­ространяется в воде? Скорость распространения акустических волн в воде
1500 м/с, плотность воздуха 1,29 кг/м3.

5. Определите коэффициент отражения ультразвуковой волны на границе раздела мышца – кость. Считайте плотность кости 2 г/см3, мышцы – 1,2 г/см3. Примите скорость распространения акустических волн в кости рав­ной 4 км/с, в мышце – 1,6 км/с.

6. Определите глубину нахождения инородного тела в мышечной ткани, если при ультразвуковой локации зафиксировано появление отраженного ультразвукового импульса через 20 мкс. Скорость ультразвука в мышечной ткани принять
1500 м/с.

7. Почему затруднена ультразвуковая диагностика состояния некоторых органов? Каких? Почему при ультразвуковом исследовании мочевого пузыря он должен быть заполнен жидкостью?

8. Для ультразвука частотой 3 МГц показатель его поглощения в мышеч­ной ткани равен 0,7 см-1. При какой толщине ткани интенсивность уль­тразвука уменьшается вдвое?

9. Для частоты 3 МГц показатель поглощения ультразвука равен 0,7 см-1, а для частоты 10 МГц - 7 см-1. Какую частоту предпочтительно ис­пользовать для ультразвукового исследования щитовидной железы, а какую - для исследования печени? Почему?

10. Почему отличается механизм фармакотерапевтического действия од­них и тех же лекарственных веществ, вводимых с помощью инъекций и фо­нофореза?

Литература:

1. Г.К.Ильич. Колебания и волны, акустика, гемодинамика.

2. А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика.

Задание № 13. Лабораторная работа: "Определение спектральной чувствительности уха на пороге слышимости"

Ответить на вопросы:

1. Природа звука. Скорость звука. Классификация звуков (тоны, шумы).

2. Физические и физиологические характеристики звука (частота, интенсивность, спектральный состав, высота, громкость, тембр).

3. Диаграмма слышимости (порог слышимости, порог болевого ощущения, область речи).

4. Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности и уровни громкости звука, связь между ними и единицы измерения.

5. Звуковые методы исследования в клинике. Аускультация и перкуссия. Фонокардиография. Аудиометрия.

6. Методика определения порога слышимости (спектральной характеристики уха на пороге слышимости)

Литература:

1. Г.К.Ильич. Колебания и волны, акустика, гемодинамика.

2. А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика.

3. Ф.К.Горский, Н.М.Сакевич. Физический практикум с элементами электроники. Лабораторная работа № 7.

Задание № 14. Поверхностные явления в жидкости

Лабораторная работа: «Определение коэффициента поверхностного натяжения спиртовых растворов»

Изучить теоретический материал и ответить на вопросы:

1. В чем состоит сущность физического явления поверхностного натяжения?

2. Каков физический смысл коэффициента поверхностного натяжения, от чего он зависит, какова его размерность?

3. Явления смачивания и несмачивания.

4. Давление под изогнутой поверхностью жидкости. Формула Лапласа.

5. Капиллярные явления. Подъем жидкости в капиллярных трубках.

6. Методы определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей.

7. Получите расчетную формулу для определения коэффициента поверхностного натяжения методом Ребиндера.

8. В чем сущность газовой эмболии и каковы условия ее возникновения?

9. Какова роль поверхностного натяжения сурфактанта легких в процессе дыхания?

Решить задачи:

1. В капилляре диаметром 2,8 мм, погруженном в воду перпендикулярно ее поверхности, вода поднялась на высоту 1 см. Определите по этим данным коэффициент поверхностного натяжения воды.

2. При температуре 0оС коэффициент поверхностного натяжения на границе вода – воздух равен 75,6 мН/м, а при температуре 20оС – 72,6 мН/м. На сколько процентов изменится массы капли выпадающей из капилляра, при изменении температуры от 0оС до 20оС?

3. Пузырек воздуха, попавший в кровеносный сосуд, имеет радиусы кривизны 0,2 мм и 0,6 мм. Определить добавочное давление в пузырьке, препятствующее кровотоку (ответ привести в Па и мм.рт.cт.). Коэффициент поверхностного натяжения на границе кровь – воздух 0,058 Н/м.

Литература:

1. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.

2. Ф.К.Горский, Н.М. Сакевич, Физический практикум с элементами электроники.

3. И.А.Эссаулова и др. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. Лабораторная работа № 16.

Задание № 15. Семинар: «Физические основы гемодинамики»

Изучить теоретический материал и ответить на вопросы:

1. Основные понятия гидродинамики идеальной жидкости. Условие неразрывности струи. Что такое объемная и линейная скорости крово­тока? Какова связь между ними? Исходя из значений линейной скорости кровотока в аорте и в капиллярах, оцените соотношение между площадью поперечного сечения аорты и суммарной площадью поперечных сечений капилляров.

2. Уравнение Бернулли. Определение скорости жидкости с помощью трубки Пито. Всасывающее действие струи.

3. Вязкость жидкости. Формула Ньютона для силы трения в жидкости. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.

4. Вязкость воды и вязкость крови. Укажите значение вязкости крови в норме и пределы измене­ния ее значений при патологических процессах. Укажите причины, приводящие к изменению вязкости крови в организме. Сопоставьте вязкость венозной и артериальной крови.

5. Факторы, влияющие на вязкость движущейся крови в организме.

6. Основной закон течения вязкой жидкости - формула Пуазейля. Аналогия между законами гидродинамики и цепи электрического тока. Гидравлическое сопротивление.

7. Методы определения вязкости жидкости (метод Стокса, капиллярные методы, ротационные методы).

8. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса. . Почему и в каких участках сосудистой системы течение кро­ви может иметь турбулентный характер? Как обнаруживается турбу­лентное течение крови? Каковы физиологические последствия турбу­лентного течения крови?

9. Роль разветвления и эластичности кровеносных сосудов в системе кровообращения. Пульсовая волна. Скорость распространения пульсовой волны. Как зависит скорость распространения пульсовой волны от механических свойств и величины просвета сосуда? Укажите приблизи­тельные значения скорости распространения пульсовой волны в аорте, артериях мышечного типа и в венах. Как и почему изменяется эта ско­рость с возрастом и с повышением артериального давления?