10. Распределение давления и скорости крови в сосудистой системе. Что принято называть систолическим, диастолическим и средним давлением крови? Что такое пульсовое давление? Трансмуральное? Гидростатическое?
11. На каком участке большого круга кровообращения наблюдается наибольшее падение давления крови? Почему? Покажите графически, как зависит давление крови от времени в крупных артериях. Отметьте на графике значения систолического, диастолического и пульсового давления. Как определяется среднее давление?
12. Методы определения давления крови. Физические основы метода Короткова-Ривароччи. Методы определения скорости движения крови.
13. Работа и мощность сердца. Рассчитайте работу сердца за 1 сокращение в покое. Найдите работу сердца за 1 сутки.
14. Каково соотношение составляющих работы сердца по преодолению статического давления крови (статический компонент) и по сообщению крови движения (кинетический компонент) в покое? Как и почему изменяется это соотношение при физической нагрузке?
1. Г.К. Ильич. Колебания и волны, акустика, гемодинамика.
2. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.
Задание № 16. Лабораторная работа «Определение вязкости жидкости вискозиметром Оствальда»
Ответить на вопросы:
1. Вязкость жидкости, коэффициент вязкости, его физический смысл и размерность. Формула Ньютона.
2. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.
3. Вязкость воды и вязкость крови. Факторы, влияющие на вязкость движущейся крови.
4. Ламинарное течение вязкой жидкости в цилиндрических трубах. Формула Пуазейля.
5. Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса. Метод падающего шарика для определения вязкости.
6. Капиллярные методы определения вязкости. Метод Оствальда.
7. Ротационный вискозиметр.
1. Г.К. Ильич. Колебания и волны, акустика, гемодинамика.
2. А.Н. Ремизов. Медицинскя и биологическая физика.
3. Ф.К. Горский, Н.М. Сакевич, Физический практикум с элементами электроники.
Задание № 17. Семинар "Транспорт веществ через биологические мембраны. Биопотенциалы."
Ответить на вопросы:
1. Строение биологических мембран.
2. Виды движения липидов и белков в мембране (латеральная диффузия, флип-флоп, вращательная диффузия).
3. Пассивный транспорт веществ через мембрану, его виды. Простая и облегченная диффузия.
4. Математическое описание пассивного транспорта. Электрохимический потенциал. Уравнение Теорелла. Основное уравнение диффузии – уравнение Нернста-Планка. Закон Фика. Проницаемость мембран.
5. Активный транспорт ионов. Механизм активного транспорта на примере натрий-калиевого насоса.
6. Возникновение мембранных потенциалов покоя. Равновесные потенциалы Нернста. Полное выражения для мембранного потенциала покоя (уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца).
7. Закономерности возбуждения тканей электрическим током. Уравнение Вейса-Лапика. Критический потенциал возбуждения.
8. Процессы в клетке при ее возбуждении. Деполяризация, реполяризация, рефрактерные периоды, потенциал действия.
9. Распространение потенциала действия по безмиелиновому аксону.
10. Распространение потенциала действия по аксону, покрытому миелиновой оболочкой.
Решить задачи:
Из задачника Ремизова А.Н. 1987 г. изд.: 3.27, 3,29, 3,41, 3,44, 4.1.
1. В.Г. Лещенко "Транспорт веществ через биологические мембраны. Мембранные потенциалы клетки."
2. Конспект лекций.
3. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.
Задание № 18. Итоговое занятие по учебному материалу 1-го семестра
Элементы высшей математики, теории вероятностей и статистки
1. Основные понятия высшей математики. Производная функции как мера скорости ее изменения. Дифференциал. Частные производные и полный дифференциал.
2. Первообразная функция и неопределенный интеграл. Определенный интеграл.
3. Дифференциальные уравнения. Общее и частное решения. Примеры использования дифференциальных уравнений для моделирования медико-биологических процессов.
4. Случайные события, их виды и основные теоремы теории вероятностей. Формула Байеса. Использование теории вероятностей в задачах диагностики и прогнозирования заболеваний.
5. Случайные величины, их виды. Распределение случайной величины и числовые параметры распределения. Нормальный закон распределения случайной величины.
6. Генеральная совокупность и выборка. Требования к выборке. Статистическая обработка данных выборки. Оценка параметров генеральной совокупности по параметрам выборки. Доверительная вероятность и доверительный интервал, коэффициент Стьюдента.
7. Определение случайных погрешностей прямых измерений.
8. Определение случайных погрешностей косвенных измерений.
9. Основы корреляционного анализа. Корреляционное поле и линия регрессии. Коэффициент корреляции и его использование для оценки степени связи между случайными величинами.
10. Представление информации в компьютере. Понятия бита, байта, килобайта, мегабайта и гигабайта.
11. Материальные средства ЭВМ: основные блоки и периферия.
12. Структура компьютера: понятие о процессоре, оперативной, долговременной памяти, контроллерах и шине данных.
13. Программное обеспечение ЭВМ: основные виды программ. Понятие об операционной системе.
14. Понятия файла, папки и логического диска. Создание, перемещение и уничтожение папок.
15. Структура окна Word 97. Основные этапы работы с Word 97.
16. Редактирование текста: выделение, вырезание, копирование и вставка фрагмента текста.
17. Форматирование текста: виды форматирования, методы их осуществления.
18. Табличный редактор Excel. Виды информации, представляемые в ячейках листа. Адрес ячейки. Особенности записи формул.
19. Порядок работы со встроенными функциями Excel и построения диаграмм.
20. Механические деформации, их виды. Деформации растяжения-сжатия. Механическое напряжение, абсолютное и относительное удлинение. Закон Гука.
21. Модуль Юнга, его физический смысл, связь с коэффициентом жесткости.
22. Диаграмма растяжения. Пределы упругости, текучести, прочности.
23. Механические колебания: гармонические, затухающие, вынужденные. Резонанс. Энергия гармонических колебаний.
24. Разложение колебаний в гармонический спектр.Теорема Фурье.
25. Механические волны, их виды и скорость распространения. Уравнение волны. Энергетические характеристики волны. Эффект Доплера и его применение для неинвазивного измерения скорости кровотока.
26. Акустические волны. Скорость акустических волн.Физические и физиологические характеристики звука. Диаграмма слышимости.
27. Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности и уровни громкости звука. Единицы их измерения - децибелы и фоны.
28. Отражение и поглощение акустических волн. Применение звуковых методов в клинике (аудиометрия, фонокардиография). Инфразвук.
29. Ультразвук, методы его получения. Распространение ультразвука в биологической ткани. Терапевтическое и хирургическое ультразвуковые воздействия.
30. Ультразвуковая диагностика. Эхолокация. Основы ультразвуковой томографии. А-, В- и М- режимы ультразвуковой диагностики.
31. Основные понятия гидродинамики. Условие неразрывности струи. Уравнение Бернулли и его следствия.
32. Вязкость жидкости. Вязкость крови. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Факторы, влияющие на вязкость крови в организме.
33. Течение вязкой жидкости. Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление.
34. Методы определения вязкости жидкости.
35. Роль эластичности сосудов в системе кровообращения. Пульсовые волны. Скорость распространения пульсовой волны.
36. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса.Условия проявления турбулентности течения крови в организме.
37. Давление крови, его виды. Распределение давления крови в сосудистой системе. Основные методы определения давления и скорости движения крови.
38. Работа и мощность сердца.
39. Поверхностное натяжение в жидкости. Давление под изогнутой поверхностью жидкости. Формула Лапласа. Газовая эмболия.
40. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления. Методы определения коэффициента поверхностного натяжения.
Транспорт веществ через клеточные мембраны и биопотенциалы.
41. Пассивный транспорт и его виды.
42. Математическое описание пассивного транспорта. Электрохимический потенциал. Уравнения Теорелла, Нернста - Планка, Фика.
43. Активный транспорт ионов.
44. Биопотенциалы покоя, механизм их возникновения. Равновесные потенциалы Нернста. Полное выражение для мембранного потенциала - уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.
45. Возбудимость клеток. Уравнение Вейса-Лапика. Критический потенциал возбуждения.
46. Потенциал действия. Механизм его генерации, фазы и форма. Рефрактерные периоды.
47. Распространение потенциала действия по безмиелиновым и миелиновым аксонам.
Задание № 19. Физические принципы электрографии.
Лабораторная работа: «Изучение электрокардиографа»
1. Электрография как важнейший метод диагностики. Задачи и виды электрографии. Какие физические величины измеряются при электрографических исследованиях?
2. Основные характеристики электрического поля: напряженность, потенциал, единицы их измерения и связь между ними. Силовые линии, эквипотенциальные линии.