ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.11.2019
Просмотров: 7001
Скачиваний: 16
Министерство
здравоохранения
Республики
Беларусь
УЧРЕЖДЕНИЕ
ОБРАЗОВАНИЯ
«
ГРОДНЕНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
МЕДИЦИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
»
Кафедра
медицинской
и
биологической
физики
КОМПЕНДИУМ
ПО
МЕДИЦИНСКОЙ
И
БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ФИЗИКЕ
для
студентов
лечебного
и
педиатрического
факультетов
Гродно
ГрГМУ
2013
2
УДК
53(076.5)
ББК
22.3
я
73
К
63
Рекомендовано
Центральным
научно
-
методическим
советом
ГрГМУ
(
протокол
№
4
от
27
ноября
2012
г
.).
Авторы
:
зав
.
каф
.
медицинской
и
биологической
физики
,
доц
.,
канд
.
ф
.-
м
.
наук
И
.
М
.
Бертель
;
канд
.
ф
.-
м
.
наук
,
доц
.
С
.
И
.
Клинцевич
;
ст
.
препод
.
Е
.
Я
.
Лукашик
;
препод
.
В
.
Н
.
Хильманович
;
препод
.
А
.
В
.
Копыцкий
;
препод
.
Е
.
А
.
Калюта
.
Рецензент
:
зав
.
каф
.
лазерной
физики
и
спектроскопии
УО
«
Гродненский
государственный
университет
имени
Я
.
Купалы
»,
проф
.,
д
-
р
физико
-
математических
наук
С
.
С
.
Ануфрик
.
К
63
Компендиум
по
медицинской
и
биологической
физике
:
для
студентов
лечебного
и
педиатрического
факультетов
/
И
.
М
.
Бертель
[
и
др
.]. –
Гродно
:
ГрГМУ
, 2013. – 256
с
.
ISBN 978-985-558-260-2
Руководство
содержит
методические
указания
и
рекомендации
к
лабораторно
-
практическим
занятиям
.
К
каждому
занятию
предлагается
название
темы
,
перечень
теоретических
вопросов
,
рассматриваемых
на
занятии
,
краткое
конспективное
изложение
теоретического
материала
,
список
литературных
источников
.
Руководство
предназначено
для
студентов
I
курса
лечебного
и
педиатрического
факультетов
,
изучающих
дисциплину
в
I–II
семестрах
;
составлено
в
соответствии
с
программой
по
медицинской
и
биологической
физике
для
указанных
факультетов
,
утвержденной
Министерством
здравоохранения
РБ
.
УДК
53(076.5)
ББК
22.3
я
73
ISBN 978-985-558-260-2
©
УО
«
ГрГМУ
», 2013
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Механические
колебания
и
волны
8
1.
Механические
колебания
:
гармонические
,
затухающие
8
2.
Энергия
гармонических
колебаний
9
3.
Вынужденные
колебания
.
Резонанс
.
Автоколебания
10
4.
Сложение
колебаний
,
направленных
вдоль
одной
прямой
и
во
взаимно
перпендикулярных
направлениях
11
5.
Сложные
колебания
.
Гармонический
спектр
сложных
колебаний
,
теорема
Фурье
.
Разложение
колебаний
в
гармонический
спектр
13
6.
Механические
волны
,
их
виды
и
скорость
распространения
14
7.
Уравнение
волны
.
Энергетические
характеристики
волны
15
Ультразвук
и
инфразвук
17
1.
Получение
ультразвука
(
излучатели
и
приемники
УЗ
) 17
2.
Особенности
распространения
ультразвуковой
волны
:
малая
длина
волны
,
направленность
,
поглощение
,
преломление
,
отражение
18
3.
Взаимодействие
УЗ
с
биологическими
тканями
:
деформация
,
кавитация
,
выделение
тепла
,
химические
реакции
19
4.
Использование
УЗ
в
медицине
:
терапии
,
хирургии
,
диагностике
20
5.
Эффект
Доплера
и
его
применение
для
неинвазивного
измерения
скорости
кровотока
22
6.
Инфразвук
и
его
воздействие
на
человека
23
Акустика
24
1.
Акустика
.
Физические
характеристики
звука
24
2.
Характеристики
слухового
ощущения
и
их
связь
с
физическими
характеристиками
звука
.
Закон
Вебера
–
Фехнера
.
Уровни
интенсивности
,
уровни
громкости
звука
и
единицы
их
измерения
25
3.
Аудиометрия
и
фонокардиография
26
4.
Поглощение
и
отражение
звуковых
волн
,
акустический
импеданс
.
Реверберация
27
Физические
основы
гемодинамики
и
биореологии
29
1.
Основные
понятия
гидродинамики
.
Условие
неразрывности
струи
.
Уравнение
Бернулли
29
2.
Вязкость
жидкости
.
Уравнение
Ньютона
.
Ньютоновские
и
неньютоновские
жидкости
.
Течение
вязкой
жидкости
.
Формула
Пуазейля
.
Гидравлическое
сопротивление
30
3.
Методы
определения
вязкости
жидкостей
(
метод
падающего
шарика
,
капиллярные
методы
,
ротационный
метод
),
определение
вязкости
крови
32
4.
Ламинарное
и
турбулентное
течения
.
Число
Рейнольдса
.
Условия
проявления
турбулентности
в
системе
кровообращения
33
5.
Некоторые
особенности
движения
крови
по
сосудам
.
Феномен
Фареуса
-
Линдквиста
34
6.
Роль
эластичности
кровеносных
сосудов
в
системе
кровообращения
.
Пульсовая
волна
.
Формула
Моенса
-
Кортевега
35
7.
Распределение
давления
и
скорости
течения
крови
в
системе
кровообращения
.
Некоторые
методы
определения
давления
и
скорости
крови
:
Короткова
-
Рива
-
Роччи
,
электромагнитный
,
на
эффекте
Доплера
36
8.
Работа
и
мощность
сердца
,
их
количественные
оценки
37
Молекулярные
явления
в
жидкости
39
1.
Особенности
молекулярного
строения
жидкостей
39
2.
Поверхностное
натяжение
,
единицы
измерения
коэффициента
поверхностного
натяжения
39
3.
Явления
смачивания
и
несмачивания
.
Капиллярные
явления
.
Давление
4
Лапласа
.
Газовая
эмболия
40
4.
Поверхностные
явления
в
альвеолах
.
Сурфактант
42
5.
Методы
измерения
коэффициента
поверхностного
натяжения
43
Механические
свойства
биологических
тканей
46
1.
Кинематика
и
динамика
движений
человека
.
Рычаги
и
сочленения
в
опорно
-
двигательном
аппарате
человека
.
Абсолютная
мышечная
сила
.
Уравнение
Хилла
46
2.
Виды
деформаций
и
механические
характеристики
упругих
тел
.
Закон
Гука
для
упругих
деформаций
.
Модуль
Юнга
.
Коэффициент
Пуассона
48
3.
Особенности
механического
поведения
биотканей
.
Механические
свойства
биотканей
:
костной
ткани
,
суставного
хряща
,
мягких
тканей
,
сухожилий
.
Активное
и
пассивное
напряжение
мышц
51
4.
Механические
модели
биообъектов
54
5.
Механическая
работа
человека
.
Эргометрия
55
Биоэнергетика
.
Первое
начало
термодинамики
и
живые
организмы
56
1.
Термодинамика
,
биоэнергетика
,
биотермодинамика
56
2.
Основные
понятия
и
исходные
положения
термодинамики
59
3.
Первое
начало
термодинамики
и
его
применение
к
живым
системам
62
4.
Тепловой
баланс
организма
.
Способы
теплообмена
64
5.
Энерготраты
организма
.
Теплопродукция
организма
как
следствие
необратимости
реальных
процессов
.
Первичная
и
вторичная
теплота
организма
65
6.
Прямая
и
непрямая
калориметрия
66
Биоэнергетика
.
Второе
начало
термодинамики
и
живые
организмы
68
1.
Свободная
и
связанная
энергия
в
организме
68
2.
Энтропия
и
её
свойства
69
3.
Второе
начало
термодинамики
70
4.
Теорема
Пригожина
72
Структурно
-
функциональная
организация
мембран
.
Транспорт
веществ
через
биологические
мембраны
73
1.
Значение
биологических
мембран
в
процессе
жизнедеятельности
клетки
73
2.
Молекулярная
организация
и
модели
клеточных
мембран
74
3.
Физические
свойства
и
параметры
мембран
77
4.
Значение
изучения
транспорта
веществ
через
клеточные
мембраны
.
Классификация
мембранного
транспорта
78
5.
Пассивный
транспорт
веществ
и
его
разновидности
.
Математическое
описание
пассивного
транспорта
79
6.
Активный
транспорт
ионов
.
Механизм
активного
транспорта
вещества
на
примере
натрий
-
калиевого
насоса
88
7. C
пособы
проникновения
веществ
через
биологические
мембраны
90
Формирование
мембранных
потенциалов
клетки
в
покое
и
при
возбуждении
95
1.
История
открытия
биопотенциалов
.
Гипотеза
Бернштейна
95
2.
Мембранно
-
ионная
теория
генерации
биопотенциалов
клеткой
и
основные
опыты
,
её
подтверждающие
101
3.
Потенциал
покоя
.
Уравнение
Нернста
.
Уравнение
Гольдмана
-
Ходжкина
-
Катца
103
4.
Механизм
генерации
потенциала
действия
107
5.
Распространение
потенциала
действия
по
миелиновым
и
безмиелиновым
нервным
волокнам
108
Внешние
электрические
поля
тканей
и
органов
113
1.
Электрическое
поле
и
его
характеристики
113
5
2.
Электрический
диполь
.
Поле
диполя
.
Диполь
в
электрическом
поле
115
3.
Понятие
о
мультиполе
.
Волокно
миокарда
как
диполь
117
4.
Дипольный
эквивалентный
электрический
генератор
сердца
118
5.
Физические
основы
электрокардиографии
и
вектор
-
кардиографии
.
Теория
Эйнтховена
119
Цепи
переменного
электрического
тока
123
1.
Переменный
электрический
ток
и
его
физические
характеристики
123
2.
Цепь
переменного
электрического
тока
с
активным
сопротивлением
125
3.
Цепь
переменного
электрического
тока
с
индуктивным
сопротивлением
125
4.
Цепь
переменного
электрического
тока
с
емкостным
сопротивлением
128
5.
Полное
сопротивление
цепи
переменного
электрического
тока
.
Импеданс
129
Электропроводность
биологических
тканей
для
постоянного
и
переменного
тока
.
Физические
основы
реографии
133
1.
Электропроводность
электролитов
133
2.
Первичное
действие
постоянного
тока
на
ткани
организма
.
Гальванизация
.
Лекарственный
электрофорез
133
3.
Электропроводность
биотканей
для
переменного
тока
.
Зависимость
импеданса
биологических
объектов
от
частоты
электрического
тока
135
4.
Реография
как
диагностический
метод
139
5.
Оценка
жизнеспособности
тканей
путем
измерения
импеданса
ткани
при
разных
частотах
переменного
тока
141
Физические
основы
импульсной
электротерапии
142
1.
Электрический
импульс
,
импульсный
ток
и
их
физические
характеристики
142
2.
Электровозбудимость
тканей
.
Реобаза
.
Хронаксия
.
Уравнение
Вейса
-
Лапика
,
закон
Дюбуа
-
Реймона
143
3.
Генераторы
импульсных
(
релаксационных
)
колебаний
и
их
практическое
применение
146
4.
Дифференцирующая
цепь
148
5.
Интегрирующая
цепь
149
6.
Электронные
стимуляторы
.
Низкочастотная
физиотерапевтическая
электронная
аппаратура
150
Физические
основы
методов
высокочастотной
терапии
и
электрохирургии
152
1.
Генератор
гармонических
колебаний
152
2.
Принципиальная
схема
аппарата
УВЧ
-
терапии
.
Терапевтический
контур
152
3.
Воздействие
на
биообъекты
переменным
электрическим
полем
153
4.
Воздействие
на
биообъекты
переменным
магнитным
полем
154
5.
Воздействие
на
биообъекты
электромагнитными
волнами
155
6.
Диатермия
,
дарсонвализация
,
диатермокоагуляция
,
диатермотомия
156
Устройства
съема
и
регистрации
медико
-
биологической
информации
161
1.
Общая
схема
съема
,
передачи
и
регистрации
медико
-
биологической
информации
161
2.
Электроды
для
съема
биоэлектрического
сигнала
162
3.
Термоэлектрические
явления
в
металлах
и
полупроводниках
.
Термопары
и
термисторы
и
их
использование
для
измерения
температуры
163
4.
Биоуправляемые
и
энергетические
датчики
и
их
характеристики
164
5.
Датчики
температуры
тела
166
6.
Датчики
параметров
системы
дыхания
169
7.
Датчики
параметров
сердечно
-
сосудистой
системы
171
Усиление
биоэлектрических
сигналов
174
1.
Принцип
работы
медицинских
приборов
,
регистрирующих