Применение УЗ

Биологическое действие инфразвука

ИЗ оказывает неблагоприятное влияние на функциональное состояние ряда систем организма: усталость, головная боль, раздражение, тошнота.

Ультразвук (УЗ) - механические колебания и волны, частоты которых более 20 кГц. Источники: механические генераторы (свистки, сирены).

Взаимодействие УЗ с веществом:

- механическое действие обусловлено высокочастотными колебаниями, под действием которых происходят пульсации клеток и микромассаж тканей (рассасывание рубцов, уплотненных тканей).

- тепловой эффект незначителен и в терапевтических целях для прогревания не используется (рост t на 1-1,5 ⁰С).

- физико-химическое действие повышает проницаемость клеточных мембран для ионов калия, кальция, а при значительных интенсивностях мембраны становятся проницаемыми для молекул белка.

УЗ-диспергирование применяется в фармакологии при изготовлении коллоидных растворов и лекарственных эмульсий, высокодисперсных аэрозолей.

УЗ дефектоскопия используются не только для выявления дефектов металлических изделий, но и для определения линейных размеров тел.

УЗ резание позволяет обрабатывать хрупкие материалы (керамика, стекло, полупроводники - германий и кремний).

16. Ультразвук (УЗ) - механические колебания и волны, частоты которых более 20 кГц. Источники: механические генераторы (свистки, сирены), электромеханические излучатели.

Взаимодействие УЗ с веществом:

- механическое действие обусловлено высокочастотными колебаниями, под действием которых происходят пульсации клеток и микромассаж тканей (рассасывание рубцов, уплотненных тканей).

- тепловой эффект незначителен и в терапевтических целях для прогревания не используется (рост t на 1-1,5 0С).

- физико-химическое действие повышает проницаемость клеточных мембран для ионов калия, кальция, а при значительных интенсивностях мембраны становятся проницаемыми для молекул белка.

Применение УЗ: УЗ-диспергирование применяется в фармакологии при изготовлении коллоидных растворов и лекарственных эмульсий, высокодисперсных аэрозолей.

УЗ дефектоскопия используются не только для выявления дефектов металлических изделий, но и для определения линейных размеров тел.

УЗ резание позволяет обрабатывать хрупкие материалы (керамика, стекло, полупроводники - германий и кремний).

Сжатия и разрежения, создаваемые ультразвуком, приводят к образованию разрывов сплошности жидкости — кавитаций.

Кавитации существуют недолго и быстро захлопываются, при этом в небольших объемах выделяется значительная энергия, происходит разогревание вещества, а также ионизация и диссоциация молекул.

Физические процессы, обусловленные воздействием УЗ, вызывают в биологических объектах следующие основные эффекты:

—микровибрации на клеточном и субклеточном уровне;—разрушение биомакромолекул;—перестройку и повреждение биологических мембран, изменение проницаемости мембран (см. гл. 11);—тепловое действие;—разрушение клеток и микроорганизмов.

31. Радиоактивностью называют способность некоторых атомных ядер превращаться в другие ядра, испуская при этом различные частицы и электромагнитное излучение. Радиоактивность была открыта в 1896 г. французским физиком А. Беккерелем, обнаружившим, что соли урана испускают излучение, которое засвечивает фотопластинку. Впоследствии французские физики супруги М. Склодовская-Кюри и П. Кюри открыли два новых радиоактивных элемента – радий и полоний. Сейчас установлено, что все химические элементы с порядковым номером (зарядовым числом) Z > 82 являются радиоактивными.

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце. Открыт Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом, каждый из которых впоследствии был награжден Нобелевской премией. Они обнаружили его экспериментальным путём и опубликовали в 1903 году в работах «Сравнительное изучение радиоактивности радия и тория»[1] и «Радиоактивное превращение»[2], сформулировав следующим образом[3]:

2. индуци́рованное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы (атома, молекулы, ядра и т. д.) из возбуждённого в стабильное состояние (меньший энергетический уровень) под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого была равна разности энергий уровней. Созданный фотон имеет ту же энергию, импульс, фазу и поляризацию, что и индуцирующий фотон (который при этом не поглощается). Оба фотона являются когерентными. Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения. Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. Все лазеры состоят из трёх основных частей:активной (рабочей) среды;системы накачки (источник энергии);оптического резонатора (может отсутствовать, если лазер работает в режиме усилителя).

Каждая из них обеспечивает для работы лазера выполнение своих определённых функций.

Излучение обладает такими свойствами, как когерентность, монохроматичность, поляризованность, направленность, что позволяет создать большую локальную концентрацию энергии. Приваривание лазером отслоившейся сетчатки глаза — это точечная контактная сварка; лазерный скальпель — автогенная резка; сваривание костей — стыковая сварка плавлением; соединение мышечной ткани — тоже контактная сварка.

18. Гидродинамика. Закон Бернулли. Работа сердца. Гидродина́мика — раздел физики сплошных сред, изучающий движение идеальных и реальных жидкости и газа. Как и в других разделах физики сплошных сред, прежде всего осуществляется переход от реальной среды, состоящей из большого числа отдельных атомов или молекул, к абстрактной сплошной среде, для которой и записываются уравнения движения. Закон Бернулли для стабильно текущего потока (газа или жидкости)

Можно определять скорость жидкость путем измерения ее давления в двух точках, например, при ПОМОЩИ МАНОМЕТРА ИЛИ ТРУБКИ ПИТО. Работа сердца.работа,совершаемая при однократном сокращении левого желудочка: А1=Fl=pSl=pV.на сообщение кинетич энергии этому объему крови затрачена работа: A2=mv2\2.работа левого желудочка A=A1 +A2.Работа сердца:A=Aл+0,2 Aл=1,2(pV+ Vv2\2). 2Природа люминесценции. Фотолюминенсценция, рентгенолюминесценция, ионолюминенсценция.Люминесценция-излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела и продолжающееся в течение времени, значительно превышающего период световых колебаний. Фотолюминисценция- люминесценция, возбуждаемая светом. Простейший случай Фотолюминесценция – резонансное излучение атомных паров, когда испускается электромагнитное излучение такой же частоты, какую имеет возбуждающее излучение. Рентгенолюминесценция, люминесценция, возбуждаемая рентгеновскими и g-лучами. Ионолюминесценция, люминесценция, возбуждаемая при бомбардировке люминофора ионами.

14. Гро́мкость зву́ка — субъективное восприятие силы звука (абсолютная величина слухового ощущения). Громкость главным образом зависит от звукового давления, амплитуды и частоты звуковых колебаний. Также на громкость звука влияют его спектральный состав, локализация в пространстве, тембр, длительность воздействия звуковых колебаний и другие факторы.Уровень громкости звука — относительная величина. Она выражается в фонах и численно равна уровню звукового давления. Интенсивность звука (абсолютная) — величина, равная отношению потока звуковой энергии dP через поверхность, перпендикулярную направлению распространения звука, к площади dS этой поверхности:

Звуково́е давле́ние — переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. Единица измерения — паскаль (Па). Мгновенное значение звукового давления в точке среды изменяется как со временем, так и при переходе к другим точкам среды, поэтому практический интерес представляет среднеквадратичное значение данной величины, связанное с интенсивностью звука. Для измерения интенсивности звука создана логарифмическая шкала уровней звукового давления с единицей измерения децибел (дБ).

Распространенный звуковой метод диагностики заболеваний – аускультация (выслушивание). Для аускультации используют стетоскоп или фонендоскоп. Для одновременного выслушивания больного несколькими исследователями с учебной целью или при консилиуме используют систему, в которую входят микрофон, усилитель и громкоговоритель или несколько телефонов. Для диагностики состояния сердечной деятельности применяется метод, подобный аускультации и называемый фонокардиографией (ФКГ). перкуссия. При этом методе выслушивают звучание отдельных частей тела при их простукивании.

31. Дозиметрия -измерение, исследование и теор. расчёты тех характеристик ионизирующих излучений (и их вз-ствия со средой), от к-рых зависят радиац. эффекты в облучаемых объектах живой и неживой природы.

22. ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ - возникновение отклонённых (дифрагированных) лучей в результате интерференции упруго рассеянных электронами вещества вторичных волн. Д. р. л. обусловлена пространственно упорядоченным расположением атомов рассеивателя и большой величиной параметра пространственной дисперсии 5*10-21.

Условие Вульфа — Брэгга определяет направление максимумов дифракции упруго рассеянного на кристалле рентгеновского излучения.

где d — межплоскостное расстояние, θ — дифракционный угол, n — порядок отражения, λ — длина волны.

Вопрос № 17. Взаимодействие УЗ с веществом: - механическое действие обусловлено высокочастотными колебаниями, под действием которых происходят пульсации клеток и микромассаж тканей (рассасывание рубцов, уплотненных тканей). - тепловой эффект незначителен и в терапевтических целях для прогревания не используется (рост t на 1-1,5 0С).- физико-химическое действие повышает проницаемость клеточных мембран для ионов калия, кальция, а при значительных интенсивностях мембраны становятся проницаемыми для молекул белка.

Методы диагностики и исследования

Эхоэнцефалография - определение опухолей и отека головного мозга. УЗ кардиография - измерение размеров сердца в динамике. УЗ локация - для определения размеров глазных сред. УЗ эффект Доплера – изучение характера движения сердечных клапанов, измерение скорости кровотока, нахождение плотности сросшейся или поврежденной кости.

Методы лечения

УЗ терапии (фонофорез) - введение с помощью УЗ в организм через поры неповрежденной кожи некоторых лекарственных веществ (гидрокортизона, тетрациклина).

Проводятся операции по удалению опухолей в мозговой ткани без вскрытия черепной коробки. Несколько излучателей, укрепленных на голове пациента, испускают УЗ пучки, фокусирующиеся на опухоли. Интенсивность каждого пучка такова, что он не приводит к повреждению мозговой ткани, но в том месте, где все пучки фокусируются, интенсивность УЗ возрастает и опухоль разрушается.

При операциях УЗ применяют как УЗ скальпель, способный рассекать мягкие, костные ткани, травмируя их гораздо меньше, чем обычный скальпель. Меньшие деформации, возникающие при действии УЗ скальпеля, приводят к быстрейшему заживлению оперированной ткани. УЗ метод применяется не только для резки, но и для сварки сломанных костей

27. Люминесценция -излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела и продолжающееся в течение времени, значительно превышающего период световых колебаний. Фотолюминисценция - люминесценция, возбуждаемая светом. Простейший случай Фотолюминесценция – резонансное излучение атомных паров, когда испускается электромагнитное излучение такой же частоты, какую имеет возбуждающее излучение. Рентгенолюминесценция, люминесценция, возбуждаемая рентгеновскими и g-лучами. Ионолюминесценция, люминесценция, возбуждаемая при бомбардировке люминофора ионами.

25. По виду разложения света. Дисперсионный спектр Красный цвет преломляется меньше, фиолетовый сильнее остальных цветов. Изменение направления светового луча происходит нелинейно относительно длины волны.(призменный спектр) Дифракционный спектр Получают с помощью дифракционной решетки. Спектр появляется попарно несколькими порядками; красный свет дифрагирует сильнее, чем фиолетовый. Изменение направления светового луча пропорционально длине волны. (спектр на дифракционной решетке)

По внешнему виду Непрерывный спектр Совокупность цветов от фиолетового до красного, плавно переходящие друг в друга.Энергия светового пучка распределяется неравномерно по длинам волн, входящих в его состав. Большая часть энергии приходится на красную часть спектра, меньшая - на фиолетовую. Дискретный спектр включает в себя полосатый и линейчатый спектры. Состоит из множества полос или отдельных линий.

По способу воздействия на вещество или вещества, через которые проходит свет.Спектр излучения (эмиссионный) Возникает, когда вещество излучает свет. Спектр поглощения Возникает, когда вещество поглощает из белого света отдельные цвета (в непрерывном спектре видны темные линии

Спектр излучения (эмиссионный) Возникает, когда вещество излучает свет

Спектр поглощения. Возникает, когда вещество поглощает из белого света отдельные цвета (в непрерывном спектре видны темные линии)

32. Радиоактивные изотопы в медицине.

Двадцатый век и начало двадцать первого века – это время научно-технического прогресса, различных нанотехнологий, технической вооружённости общества, а значит это очень непростое время отношений человека и окружающей среды. Эти отношения воздействия общества на природу ставят перед человечеством целый ряд новых, чрезвычайно острых проблем, в первую очередь — экологическую. Сегодня экологическую ситуацию в мире можно охарактеризовать как близкую к критической. Следствие этого - рост заболеваемости и смертности населения, обусловленный ухудшением среды обитания (возросла смертность недоношенных и аномальных детей; у новорожденных отмечаются раковые заболевания; у взрослого населения участились болезни крови, лёгких, костных тканей и др.). "Вклад" экологического фактора в ухудшение здоровья людей оценивается на уровне 10 - 30%, при этом по онкологическим заболеваниям - около 50%.

Как это ни печально, но тенденция роста показателей онкологических заболеваний сохраняется. Ни в мире, ни в России нет высокоэффективных методик лечения онкологических заболеваний, болезни легких, костных тканей и других. Как показывает практика, здесь эффективную помощь человеку могут оказать радиоактивные изотопы или, как их ещё называют, меченые атомы. Особенно на стадии ранней диагностики.

Впервые идея использования радиоактивных изотопов в медицинских целях пришла в голову изобретателю циклотрона Эрнесту Лоуренсу, который работал вместе со своим младшим братом Джоном, медиком и директором Биофизической лаборатории в Беркли. 24 декабря 1936 года Дж. Лоуренс использовал радиоактивный изотопом фосфора, искусственно полученный на циклотроне, для лечения 28 летней пациентки страдающей хроническим лейкозом. Помимо этого, Джон Лоуренс с успехом использовал изотопы для лечения раковых больных, в том числе своей матери, у которой был неоперабельный случай заболевания раком. После курса лечения она прожила еще 20 лет (!). Так Джон Лоуренс стал отцом ядерной медицины, а Беркли – колыбелью новой науки.[4]

Метод меченых атомов (радиоактивных изотопов) в медицине.

Метод меченых атомов позволяет на практике использовать свойства радиоактивных элементов. Этот метод использует тот факт, что по химическим и многим физическим свойствам радиоактивный изотоп неотличим от устойчивых изотопов того же элемента. В то же время радиоактивный изотоп легко может быть опознан по своему излучению (с помощью, например, газоразрядного счетчика). Добавляя к исследуемому элементу радиоактивный изотоп и улавливая в дальнейшем его излучение, мы можем проследить путь этого элемента в организме. Меченые атомы, как правило, представляют собой радиоактивные, реже стабильные, нуклиды, которые используются в составе простых или сложных веществ для изучения химического, биологического и других процессов с помощью специальных методов.

Метод меченых атомов нашел весьма широкое применение в медицине. Значительный вклад в разработку методов ранней диагностики заболеваний с помощью введения в организм меченых атомов внесли российские ученые. Так, Г. Е. Владимиров (1901- 1960), известный биохимик, одним из первых применил радиоактивные изотопы (меченые соединения) для изучения обменных процессов в нервной и мышечной тканях. Первые опыты по практическому применению данного метода были осуществлены биологами В. М. Клечковским и В. И. Спицыным. В настоящее время широко используется метод сканирования - метод радиоизотопной диагностики с применением сканеров, или подвижных детекторов излучения, дающих изображение (в виде “штрихов”) распределенных в организме радиоактивных изотопов посредством “построчного” обследования всего тела или его части.

Дата добавления: 2015-04-24