- •Г.К.Ильич
- •Введение
- •Часть I механические колебания и волны
- •1. Гармонические колебания
- •1.1. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение
- •1.2. Энергия гармонического колебания
- •2. Затухающие колебания
- •2.1. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение
- •2.2. Декремент затухания и логарифмический декремент затухания
- •3. Вынужденные колебания
- •3.1. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение
- •4. Сложение гармонических колебаний
- •4.1. Колебания, происходящие вдоль одной прямой с одинаковыми частотами
- •4.2. Колебания происходят вдоль одной прямой с разными частотами
- •5. Разложение колебаний в ряд Фурье. Гармонический спектр сложных колебаний
- •6. Принципы использования гармонического анализа для обработки диагностических данных
- •7. Механические волны
- •7.1. Уравнение волны
- •7.2.Энергия волны, поток энергии волны, интенсивность. Вектор Умова
- •8. Эффект Доплера
- •9. Принципы использования эффекта Доплера для определения скорости движения крови
- •Контрольное задание
- •Часть I I акустика
- •1. Природа и классификация акустических волн
- •2. Физические характеристики звуковых волн и характеристики слухового ощущения
- •2.1. Интенсивность звука
- •2.2. Частота звуковых колебаний
- •2.3. Спектральный состав звуковых колебаний
- •3. Порог слышимости и порог болевого ощущения. Область слышимости
- •4. Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности и уровни громкости звука
- •5. Упрощенная биофизическая схема формирования слухового ощущения.
- •6. Отражение и поглощение акустических волн
- •7. Ультразвук и его медицинское применение
- •7.1. Получение ультразвука
- •7.2. Физические принципы ультразвуковой диагностики
- •8. Взаимодействие ультразвука с биологическим тканями. Терапевтическое и хирургическое применение ультразвука
- •9. Инфразвук
- •Контрольное задание
- •Частьiii физические основы гемодинамики
- •Основные гидродинамические понятия и законы
- •1.1. Линии тока и трубки тока
- •1.2. Условие неразрывности струи
- •1.3. Уравнение Бернулли
- •Методы определения вязкости жидкости
- •Некоторые особенности движения крови
- •2.1. Роль эластичности сосудов в системе кровообращения. Пульсовые волны
- •2.2. Распределение давления и скорости кровотока в сосудистой системе
- •Некоторые методы определения давления и скорости движения крови
- •Работа и мощность сердца
- •Контрольное задание
- •О г л а в л е н и е
- •Часть I I 26
- •Часть III 51
Г.К.Ильич
МЕДИЦИНСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
АКУСТИКА
ГЕМОДИНАМИКА
Минск 2000
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ
КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ
Г.К.Ильич
МЕДИЦИНСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
АКУСТИКА
ГЕМОДИНАМИКА
Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов медицинских высших учебных заведений
Минск 2000
УДК 534.7(075.8)
ББК 22.32 я 73
И 46
Р е ц е н з е н т ы: кафедра медицинской и биологической физики ГГМУ (заведующий - доцент И.М.Бертель); декан физического факультета БГПУ им. М.Танка профессор В.А.Яковенко; доцент кафедры экологических информационных систем МЭУ им. А.Д.Сахарова В.В.Оболонкин.
Ильич Г.К.
И46 Медицинская и биологическая физика: колебания и волны, акустика, гемодинамика: Учебное пособие для студентов медицинских ВУЗов/ Г.К.Ильич. – Мн.:МГМИ, 2000.- 90 с.
ISBN
В соответствии с требованиями программы по медицинской и биологической физике в учебном пособии кратко изложены основы теории колебательных и волновых процессов и представлен учебный материал, направленный на ознакомление студентов-медиков с физическими основами формирования слухового ощущения и акустических измерений, принципами анализа и количественного описания волновых процессов в организме. Рассмотрены физические основы методов ультразвуковой диагностики и акустических воздействий на организм, на которых базируются ультразвуковая терапия и хирургия. Проанализированы физические закономерности, являющиеся основой для количественного описания физиологических процессов в системе кровообращения. Рассмотрены физические методы определения основных гемодинамических параметров.
Предназначено для студентов 1-го курса медицинских ВУЗов
Пособие может быть использовано студентами технических ВУЗов, готовящих специалистов по разработке и обслуживанию медицинской техники, и на биологических факультетах университетов.
УДК 534.7(075.8)
ББК 22.32 я 73
Ильич Г.К., 2000
Минский государственный
медицинский институт, 2000
Введение
Теория колебательных и волновых процессов, упрощенно рассматриваемая в I-йчасти пособия, представляет собой важный раздел физики, являясь основой для понимания сущности и количественного описания не только разнообразных физических явлений, но и ряда аспектов жизнедеятельности организма. Знание основ этой теории необходимо медикам для понимания механизмов формирования слухового ощущения, анализа многочисленных периодических процессов в организме и первичной обработки диагностических данных, оценки внешних воздействий на организм акустическими волнами.
Понимание законов акустики, изложению которых посвящена II-я часть, особое значение имеет для грамотного применения и полного использования возможностей широко распространенных в клинической практике методов ультразвукового диагностического исследования. Механизмы взаимодействия акустических волн с веществом и, в частности, с биологическими тканями лежат в основе методик ультразвуковой терапии и хирургии.
Важнейшая функциональная система организма – сердечно-сосудистая. Познание ее деятельности, усвоение современных методов диагностики ее состояния и лечения немыслимо без понимания сущности гемодинамических процессов, которые во многом определяются чисто физическим закономерностями, рассматриваемыми в III-ей части пособия.
Содержание и объем представленного в пособии учебного материала соответствует учебной программе по медицинской и биологической физике для студентов первых курсов медицинских ВУЗов и количеству часов, выделяемых на изучение этого раздела.