Литература - stanuprofi.ru

КОНТОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАБОТАМ ПО
МЕДИЦИНСКОЙ ФИЗИКЕ
Контрольные вопросы к работе №1
«Методы измерения вязкости жидкости»
1. Какая жидкость называется идеальной? Что такое вязкость? Формула
Ньютона для силы внутреннего трения.
2. Какие жидкости называются ньютоновскими и неньютоновскими? Кровь
как неньютоновская жидкость.
3. Капиллярный вискозиметр, его устройство. Как измеряется вязкость
жидкости с помощью капиллярного вискозиметра?
4. Измерение вязкости методом Стокса.
5. Основные гидродинамические показатели: линейная и объемная скорости,
давление. Закон неразрывности струи.
6. Закон Пуазейля. График распределения давления вдоль сосуда.
7. Графики падения давления вдоль сосуда для жидкостей с разной
вязкостью.
Литература:
1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К.. Физика и биофизика.
ГЭОТАР-Медиа.2010.
2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.
3. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Биофизика». М. Владос. 2000г.,2006.
4. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Практикум по биофизике». М. Владос. 2001г.
Задачи для решения на занятии:
1. Определить скорость оседания эритроцитов в плазме крови в мм/час,
если считать, что эритроциты имеют форму шариков диаметром 7 мкм.
Плотность плазмы крови 1050 кг/м3 , плотность эритроцитов 1092
кг/м3.
2. Допустим, что в двух кровеносных сосудах градиент давления
одинаков, а поток крови (объёмный расход) во втором сосуде меньше
на 80%, чем в первом. Найдите отношение их диаметров.
3. Средняя скорость крови в аорте радиусом 1 см равна 30 см/с.
Выяснить, является ли данное течение ламинарным? Плотность крови
1050 кг/м3; коэффициент вязкости 4•10-3 Па•с, Reкр=2300.
4. При большой физической нагрузке скорость кровотока иногда
увеличивается вдвое. Пользуясь данными задачи (3), определите
характер течения в этом случае.
Контрольные вопросы к работе №2
«БИОФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ВЧ, УВЧ, СВЧ
НА ТКАНИ ОРГАНИЗМА»
1. Поляризация диэлектриков в электрическом поле. Виды поляризации в
живых тканях.
2. Характерные времена релаксации различных видов поляризации.
3. Дисперсия диэлектрической проницаемости в радиочастотном диапазоне.
Области , ,  - дисперсии.
4. Механизм теплового действия УВЧ электрического поля на электролиты и
диэлектрики, формулы для расчета теплового эффекта в диэлектрике и
электролите.
5. Назначение и основные узлы аппарата УВЧ, блок-схема аппарата.
6. Назначение терапевтического контура. Как осуществляется связь
терапевтического контура с аппаратом УВЧ?
7. Для чего при проведении процедуры нагревания с помощью УВЧ
терапевтический контур настраивается в резонанс? Каким образом эту
настройку производят?
Литература:
1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К. Физика и биофизика. ГЭОТАРМедиа.2010.
2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.
3. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Биофизика». М. Владос. 2000г.,2006.
4. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Практикум по биофизике». М. Владос. 2001г.
Задачи для решения на занятии:
1.В микроволновой терапии используют ЭМВ в дециметровом диапазоне
1=65 см и сантиметровом диапазоне 1=12,6 см. Определите
соответствующие частоты.
2. Какой ёмкостью должен обладать терапевтический контур аппаратов для
УВЧ-терапии, если резонансная частота равна 40 МГц, а индуктивность 0,3
мкГн.
3. Определите относительное количество тепла, выделяемое в мышечной
ткани по сравнению с жировой тканью при микроволновой терапии, если ж =
5,5; м = 47; tgж = 0,21; tgм = 0,34 при прочих равных условиях.
Контрольные вопросы
к лабораторной работе №3
МОДЕЛИРОВАНИЕ В БИОФИЗИКЕ
ГЕМОДИНАМИКА ДВИЖЕНИЯ КРОВИ ПО СОСУДАМ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
1.
2.
3.
4.
Моделирование как метод познания.
Основные этапы моделирования.
Модели, применяемые в биофизике, биологии и медицине.
Закон Пуазейля. График распределения давления вдоль сосуда с
постоянным диаметром просвета.
Пульсовая волна. Ее характеристики: амплитуда в различных участках
сосудистого русла, длина волны, скорость ее распространения. Изучите
механизм образования
пульсовой волны с помощью модели на
компьютере и зарисуйте в тетради этапы её образования.
Модель Франка.
Литература:
Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К. Физика и биофизика. ГЭОТАРМедиа.2010.
Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.
Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Биофизика». М. Владос. 2000г.,2006.
Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Практикум по биофизике». М. Владос. 2001г.
Задачи для решения на занятии:
1. Радиус аорты составляет 1 см, радиус артерии - 1,1 мм. Во сколько раз
гидравлическое сопротивление участка аорты меньше, чем
гидравлическое сопротивление артерии?
1) Длины участков аорты и артерии, вязкость крови считать
одинаковыми.
2) При равных длинах участков сосудов, учесть отличие вязкости
крови в аорте и в артерии.
2. Чему равно давление крови на расстоянии 2 см от начала артериолы,
если в начале сосуда давление 0,8 104 Па, вязкость крови – 0,005 Па·с,
средняя линейная скорость движения крови 0,2 см/с, радиус артериолы
0,15мм.
3. Объяснить физические принципы измерения давления крови по методу
Н. С. Короткова.
Контрольные вопросы
к лабораторной работе №4
«ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОРГАНОВ»
4а. Генез ЭКГ по теории Эйнтховена
1. Электрическая активность органов. Электрография, ее виды, блок-схема.
Электрокардиография.
2. Прямая и обратная задачи электрографии. Принцип эквивалентного
генератора.
3. Особенности потенциала действия в клетках миокарда. Сопоставьте
процесс генерации потенциала действия в кардиомиоците с активацией в
нем калиевых, натриевых и кальциевых каналов.
4. Перечислите фазы распространения волны возбуждения в сердце в
течение одного кардиоцикла.
5. Токовый диполь как эквивалентный генератор сердца. Что называется
электрическим моментом токового диполя?
6. Основные положения теории Эйнтховена.
7. Как и почему изменяется интегральный электрический вектор (ИЭВ)
сердца в течение цикла работы сердца?
8. Как регистрируется разность потенциалов на поверхности тела человека,
чем определяется ее величина? Электрокардиограмма.
9. Сопоставьте зубцы ЭКГ, регистрируемые одновременно в трех
отведениях, с петлями, описываемыми ИЭВС.
Литература:
1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. ГЭОТАР-Медиа.2007.
2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.
3. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Биофизика». М. Владос. 2000г.,2006.
4. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Практикум по биофизике». М. Владос. 2001г.
4б. Анализ электроэнцефалограмм. Теорема Фурье.
1. Сложное периодическое колебание, его характеристики. Что такое
основная частота сложного колебания?
2. Как формулируется теорема Фурье?
3. Что такое электроэнцефалограмма? Каковы особенности электрических
колебаний, регистрируемых на электроэнцефалограмме?
4. Какие ритмы различают при изучении электрической активности мозга,
каковы их частотные диапазоны?
5. Какая физическая характеристика измеряется для картирования ЭЭГ
мозга?
6. Каковы этапы построения карт электрического поля мозга?
Литература:
1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. ГЭОТАР-Медиа.2007.
2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.
3. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Биофизика». М. Владос. 2000г.,2006.
4. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Практикум по биофизике». М. Владос. 2001г.
Задачи для решения на занятии:
1. При регистрации ЭКГ напряжение в I отведении равно 0,1 мВ.
При каких положениях ИЭВС напряжение в этом отведении станет
равно нулю? Отрицательным?
2. Построение электрокардиограмм. Остановить построение трёх
петель, которые описывает ИЭВС во фронтальной плоскости в
последней четверти QRS - комплекса (в середине петли Т) и
зарисовать фрагмент кардиограммы, полученной для одного из
отведений.
3.Фибрилляция желудочков сердца заключается в их хаотическом
сокращении. Большой кратковременный ток, пропущенный через
область сердца, возбуждает клетки миокарда, и может восстановить
нормальный ритм сокращения желудочков. Соответствующий
аппарат называется дефибриллятором. Он представляет собой
конденсатор, который заряжается до значительного напряжения и
затем разряжается через электроды, приложенные к телу больного в
области сердца. Найти значение максимального тока при действии
дефибриллятора, если он заряжен до напряжения 5 кВ, а
сопротивление участка тела человека равно 500 Ом.
Контрольные вопросы
к лабораторной работе №5
«МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАССИВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ЖИВОЙ ТКАНИ»
1. Сопротивление емкости в цепи переменного тока, импенданс. Записать
формулу полного сопротивления (импенданса) в цепи переменного тока
при последовательном включении резистора и емкости.
2. Записать закон Ома для участков цепи постоянного и переменного тока.
3. Электрические свойства тканей организма: электропроводимость,
емкость. Импенданс живой ткани. Какими структурами тканей
определяются емкостные и резистивные составляющие импенданса живой
ткани?
4. Нарисовать график зависимости импенданса участка живой ткани от
частоты приложенного напряжения, объяснить вид графика.
5. Три эквивалентные схемы, моделирующие электрические свойства
участка ткани. Объяснить, какая из них наилучшим образом моделирует
омические и емкостные свойства участка живой ткани.
Литература:
5. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К. Физика и биофизика. ГЭОТАРМедиа.2010.
6. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.
7. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Биофизика». М. Владос. 2000г.,2006.
8. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Практикум по биофизике». М. Владос. 2001г.
Задачи для решения на занятии:
2.Резистор, катушка индуктивности и конденсатор соединены
последовательно и подключены к источнику переменного тока,
изменяющегося по закону I=0,1cos(3,14t) (A). Амплитудные значения
напряжений соответственно равны: на резисторе Ur=1B. На катушке
индуктивности UL = 3В, на конденсаторе Uc= 2В( см. рис.1). Чему равно
полное сопротивление контура?
UL
Ur
Uc
Рис. 1.
Контрольные вопросы
к лабораторной работе №6
«ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ДИФФУЗИИ В АППАРАТЕ
«ИСКУССТВЕННАЯ ПОЧКА»»
1. Электрохимический
потенциал.
Градиент
электрохимического потенциала. Уравнение Теорелла.
2. Диффузия заряженных частиц, уравнение Нернста-Планка.
3. Диффузия незаряженных частиц. Градиент концентрации.
Закон Фика.
4. Диффузия через полупроницаемую мембрану; коэффициент
распределения, коэффициент проницаемости. Закон Фика
для этого случая.
5. Диализ. Диализатор - что это такое?
6. Блок-схема установки «Искусственная почка».
7. Зависимость концентрации NaCl от времени «диализа»
(номера измерения), график.
Литература:
1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К. Физика и биофизика. ГЭОТАРМедиа.2010.
2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика. Практикум. ГЭОТАР-Медиа.2008.
3. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Биофизика». М. Владос. 2000г.,2006.
4. Антонов В.Ф., Вознесенский С.А., Черныш А.М., Пасечник В.И., Козлова
Е.К., «Практикум по биофизике». М. Владос. 2001г.
Задачи для решения на занятии:
1. Определите градиент концентрации для ионов калия на мембране, если
толщина
мембраны
10нм,
концентрация
[К+]нар=5ммоль/л,
[К+]вн=355ммоль/л, коэффициент распределения k=0,1.
2. Определите коэффициент проницаемости мембраны и плотность потока
незаряженных частиц через мембрану, если коэффициент диффузии 105см2/с, толщина мембраны 8нм, концентрации вещества с внутренней и с
внешней стороны мембраны, соответственно, Свн=12 ммоль/л, Снар=96
ммоль/л. Коэффициент распределения k=0,2.
3. Рассчитайте величину потенциала покоя на мембране , если концентрация
[К+]нар=25ммоль/л, [К+]вн=500ммоль/л,RT/F=0,025В.
4. Рассчитать напряженность электрического поля на биологической
мембране, находящейся в состоянии покоя, если [К+]нар=50ммоль/л,
[К+]вн=800ммоль/л, толщина мембраны d=8нм, RT/F=0,025В.
5. Оцените величину амплитуды нервного импульса, пользуясь уравнением
Нернста для расчета калиевого и натриевого потенциалов, если
[К+]нар=10ммоль/л,
[К+]вн=400ммоль/л,
[Na+]нар=450ммоль/л,
[Na+]вн=50ммоль/л.
Вопросы к коллоквиуму по медицинской физике
(II семестр)
1. Молекулярное строение жидкости.
2. Вязкость
жидкости,
формула
Ньютона.
Ньютоновские
и
неньютоновские жидкости. Реологические свойства крови.
3. Движение крови по сосудистому руслу: линейная и объёмная скорости
движения крови, давление.
4. Гидравлическое сопротивление сосуда. Закон Пуазейля. Ламинарное
и турбулентное течения.
5. Гемодинамические показатели (давление, линейная скорость) в
различных участках сосудистого русла.
6. Модель Франка.
7. Особенности потенциала действия кардиомиоцита.
8. Состояния каналов и направления потоков ионов Na , Ca и K в
различные фазы потенциала действия кардиомиоцита.
9. Электрическая активность органов. Теория Эйнтховена.
10.Спектральный анализ ЭЭГ.
11.Пассивные электрические свойства тканей организма. Активное и
реактивное сопротивление тканей, импеданс. Эквивалентная
электрическая схема живой ткани. Реография.
12.Биофизические механизмы действия электромагнитных полей ВЧ,
УВЧ, СВЧ диапазонов на ткани организма.
Вопросы для самостоятельного изучения и повторения
1. Естественный радиоактивный фон Земли, его основные источники.
Мощность экспозиционной дозы фона при нормальных условиях.
Нарушения радиоактивного фона при техногенных катастрофах.
2. В чём состоит опасность выброса радионуклидов в атмосферу и
окружающую среду? Расчёт мощности экспозиционной дозы по
активности радиоактивного препарата.
3. Дозиметрия ионизирующих излучений. Поглощенная, экспозиционная и
эквивалентная (биологическая) дозы, их единицы, допустимые значения.
Мощность дозы.