Вопрос 6) Пульсовая волна — распространяющаяся по аорте и артериям волна повышенного давления, вызванная выбросом крови из левого желудочка в период систолы.

Длина волны

Скорость пульсовой волны E-модуль упругости. р-плотность вещества сосуда. h- толщина стенки сосуда. d-диаметр сосуда 

В момент систолы некоторый объем крови поступает в аорту, давление в начальной части ее повышается, стенки растягиваются. Затем волна давления и сопутствующее ее растяжение сосудистой стенки распространяются дальше к периферии и определяются как пульсовая волна. Таким образом, при ритмическом выбрасывании крови сердцем в артериальных сосудах возникают последовательно распространяющиеся пульсовые волны. Пульсовые волны распространяются в сосудах с определенной скоростью, которая, однако, отнюдь не отражает линейной скорости движения крови.

Вопрос7) Совокупность методов измерения вязкости называют вискозиметрией, а приборы, используемые для таких целей, — вискозиметрами. Рассмотрим наиболее распространенные методы вискозиметрии.

Капиллярный метод основан на формуле Пуазейля и заключается в измерении времени протекания через капилляр жидкости известной массы под действием силы тяжести при определенном перепаде давлений.

Капиллярный вискозиметр применяется для определения вязкости крови.

Капиллярными вискозиметрами измеряют вязкость от значений 10-5 Па*с, свойственных газам, до значений 104 Па*с, характерных для консистентных смазок.

Метод падающего шарика используется в вискозиметрах, основанных на законе Стокса. Из формулы (9.15) находим η=2(p-pж)*r2g/(9υ0)

Таким образом, зная величины, входящие в правую часть этой формулы, и измеряя скорость равномерного падения шарика, можно найти вязкость данной жидкости.

Предел измерений вискозиметров с движущимся шариком составляет 6*104 - 250 Па*с.

В вискозиметре Гесса объем крови всегда одинаков, а объем воды отсчитывают по делениям на трубке 1, поэтому непосредст-венно получают значение относительной вязкости крови. Для удобства отсчета сечения трубок 1 и 2 делают различными так, что, несмотря на разные объемы крови и воды, их уровни в трубках будут примерно одинаковы.

Вязкость крови человека в норме 4-5 мПа-с, при патологии колеблется от 1,7-22,9 мПа-с, что сказывается на скорости оседания эритроцитов (СОЭ). Венозная кровь обладает несколько большей вязкостью, чем артериальная. При тяжелой физической работе увеличивается вязкость крови.

Вопрос 8) На поверхностях раздела жидкости и ее насыщенного пара, двух несмешиваемых жидкостей, жидкости и твердого тела возникает сила, обусловленная различным межмолекулярным взаимодействием граничащих сред.

Каждая молекула, расположенная внутри объема жидкости, равномерно окружена соседними молекулами и взаимодействует с ними, но равнодействующая этих сил равна нулю. На молекулу, находящуюся вблизи границы двух сред, вследствие неоднородности окружения действует сила, не скомпенсированная другими молекулами жидкости. Поэтому для перемещения молекул из объема в поверхностный слой необходимо совершить работу.

Поверхностное натяжение определяется отношением работы, затраченной на создание некоторой поверхности жидкости при постоянной температуре к площади этой поверхности: σ =А/S Капилля́рность— физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие жидкости происходит в случаях смачивания каналов жидкостями. Понижение жидкости происходит в трубках и каналах, не смачиваемых жидкостью.

9* вопрос) созданный манжетный измеритель артериального давления крови дает возможность быстро и точно вести замер кровяного давления по стрелочному манометру в момент появления тонов Короткова (систолическое давление) и исчезновения их (диастолическое давление).

Систолическое и диастолическое давления в какой-либо артерии могут быть измерены непосредственно с помощью иглы, соединенной с манометром. Однако в медицине широко используется бескровный метод, предложенный Н. С. Коротковым. Суть метода: вокруг руки между плечом и локтем накладывают манжетку. При накачивании воздуха через шланг в манжетку рука сжимается. Затем через этот же шланг воздух выпускают и с помощью манометра измеряют давление воздуха в манжете. Выпуская воздух, уменьшают давление в манжете и в мягких тканях, с которыми она соприкасается. Когда давление станет равно систолическому, кровь будет способна пробиться через сдавленную артерию – возникает турбулентное течение. Характерные тоны и шумы, сопровождающие этот процесс, прослушивает врач при измерении давления, располагая фонендоскоп на артерии ниже манжеты (т. е. на большом расстоянии от сердца). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови, что заметно по резкому ослаблению прослушиваемых тонов. Давление в манжете, соответствующее восстановлению ламинарного течения в артерии, регистрируют как ди-астолическое. Для измерения артериального давления применяют приборы – сфигмоманометр с ртутным манометром, сфигмотонометр с металлическим мембранным манометром.

Ворос 10 Движущиеся части механизмов обычно бывают соединены частями. Подвижное соединение нескольких звеньев образует кинематическую связь. Тело человека – пример кинематической связи. Опорно-двигательная система человека, состоящая из сочлененных между собой костей скелета и мышц, представляет с точки зрения физики совокупность рычагов, удерживаемых человеком в равновесии. В анатомии различают рычаги силы, в которых происходит выигрыш в силе, но проигрыш в перемещении, и рычаги скорости, в которых, проигрывая в силе, выигрывают в скорости перемещения. Хорошим примером рычага скорости является нижняя челюсть. Действующая сила осуществляется жевательной мышцей. Противодействующая сила – сопротивление раздавливаемой пищи – действует на зубы. Плечо действующей силы значительно короче, чем у сил противодействия, поэтому жевательная мышца короткая и сильная. Когда надо разгрызть что-либо зубами, уменьшается плечо силы сопротивления. Если рассматривать скелет как совокупность отдельных звеньев, соединенных в один организм, то окажется, что все эти звенья при нормальной стойке образуют систему, находящуюся в крайне неустойчивом равновесии. Так, опора туловища представлена шаровыми поверхностями тазобедренного сочленения. Центр массы туловища расположен выше опоры, что при шаровой опоре создает неустойчивое равновесие. То же относится и к коленному соединению, и к голеностопному. Все эти звенья находятся в состоянии неустойчивого равновесия. Центр массы тела человека при нормальной стойке расположен как раз на одной вертикали с центрами тазобедренного, коленного и голеностопного сочленений ноги, на 2–2,5 см ниже мыса крестца и на 4–5 см выше тазобедренной оси. Таким образом, это самое неустойчивое состояние нагроможденных звеньев скелета. И если вся система держится в равновесии, то только благодаря постоянному напряжению поддерживающих мышц. ЭРГОМЕТРИЯ метод измерения работоспособности отдельной мышцы или группы мышц (пальца, ноги и др.) и функциональных изменений в организме во время физической нагрузки, основанный на выполнении дозированной механической работы. Осуществляется с помощью прибора эргометра.

 

11)

В соответствии с законом Пуазейля течение жидкости по сосудам определяется разностью давлений в начале и конце сосудов. В систе­ме кровообращения этот перепад давлений обусловлен, в основном, работой сердца. Таким образом, по отношению к сосудистой системе сердце можно считать некоторым насосом. при работе сердца его рабочая поверхность - внутренняя поверхность желудочков - изменяется в различные фазы их сокращения. Сила F, действующая на кровь в желудочках, зависит от давления Р в их полости и площади внутренней поверхности (S : F = P S). В начале систолы давление меньше, а объем и площадь поверхности полости желудочков - больше. В конце систолы давление возрастает, а внутренняя поверхность умень­шается.

работа А складывается из работы левого Ал и правого Ап желудочков:

А = Ал + Ап .

Работа левого желудочка, выбрасывающего кровь в большой круг кровообращения, естественно, больше чем работа правого желудочка. Считается, что Ап = 0,2 Ал . Таким образом А = 1,2 Ал .

Работа левого желудочка при выбросе систолического (ударного) объема крови в аорту затрачивается на преодоление сил давления крови в сосудистой системе и на сообщение крови кинетической энергии.

работа сердца за одно сокращение, определяемая по формуле:

А = 1,2 (PVc +( PVc²/2)

p - плотность кро­ви, - линейная скорость крови при выбросе в аорту Vс - систолический объем

составляет в покое примерно 1 Дж

аппарат исскуственого кровообращения _специальное медицинское оборудование, обеспечивающее жизнедеятельность человека при частичной или полной невозможности выполнения функций сердца и/или лёгких.

Конструктивно аппарат представляет из систему, состоящую из консоли с насосами и блоком управления с необходимым набором датчиков и вспомогательной оснастки (инфузионные стойки, полки из нержавеющей стали, венозный зажим). На подвижной консоли устанавливаются роликовые насосы с частотой вращения роликов до 250 об/мин, что позволяет получать потоки крови от 0 до 11,2 литров в минуту на трубках ½”. Один из насосов – артериальный – осуществляет функцию сердца, перекачивая кровь из венозной системы в артериальную. Второй насос предназначен для дренажа левого желудочка сердца, третий для отсоса крови из раны и возвращения ее в экстракорпоральный контур, четвертый и пятый насос используют для различных режимов кардиоплегии.

Вопрос 12) центрифугирование - разделение неоднородных систем (напр., жидкость — твердые частицы) на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами. Центрифугирование применяется для отделения осадка от раствора, для отделения загрязненных жидкостей, производится также центрифугирование эмульсий (напр., сепарирование молока). Центрифугирование бетона применяется для увеличения его прочности. Для исследования высокомолекулярных веществ, биологических систем применяют ультрацентрифуги. Центрифугирование используют в химической, атомной, пищевой, нефтяной промышленностях.

Физика процесса. Пусть рабочий объем центрифуги полностью занят какой-либо однородной ЖИДКОСТЬЮ. Выделим МЫСЛенНО небоЛЬШОЙ Объем У ЭТОЙ ЖИДКОСТИ', находящийся на расстоянии n от оси вращения 60'. При равномерном вращении центрифуги на выделенный объем кроме силы тяжести и выталкивающей силы, которые уравновешивают друг друга, действует центростремительная сила. Это сила со стороны окружающей объем жидкости. Она, естественно, направлена к оси вращения

Предположим теперь, что выделенный объем У — это сепарируемая частица, плотность вещества которой Сила, действующая на частицу со стороны окружающей жидкости, не изменится, как это видно из формулы

Для того чтобы частица вращалась вместе г жидкостью, на нее должна действовать центростремительная сила

частица перемещается к оси вращения. воздействия на частицу со стороны жидкости будет недостаточно, чтобы удержать ее на круговой Траектории,

Вопрос13) Большинство веществ в природе по электропроводности можно разделить на проводники и изоляторы. Проводник- это вещество, в котором есть некоторое число сравнительно свободных зарядов, способных перемещаться под действием электрического поля (металлы, растворы электролитов). В изоляторе (бумага, стекло) все заряды сравнительно неподвижны. Биологические ткани довольно разнородны по электропроводности. Электрическое поле, образующееся системами из нескольких положительных и отрицательных зарядов, имеет определённые специфические особенности. Простейшая из таких систем - электрический диполь - два равных по величине и противоположных по знаку электрических заряда, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, называемом плечом диполя. Каждая клетка сердечной мышцы создаёт электрическое поле, которое имеет характеристики, подобные в общих чертах характеристикам электрического поля других типов мышечных клеток. Но потенциал действия (ПД) сердечных клеток отличается от ПД клеток поперечнополосатых мышц своей формой и длительностью. Электрическое поле сердца в целом образуется наложением электрических полей отдельных клеток. Изменения электрического поля сердца происходят при деполяризации и реполяризации мембраны клеток сердца (Рис.4). Эти изменения достаточны, чтобы создать изменения разности потенциалов между различными точками поверхности тела и чтобы обнаружить указанные изменения на большом расстоянии от

Графическая запись электрического потенциала, созданного возбуждением клеток сердца, называется электрокардиограммой (ЭКГ). Таким образом, ЭКГ характеризует возбуждение сердца, но не его сокращения.

Векторкардиограмма, как в норме, так и при патологии состоит из сле-

дующих элементов (рис. 2.12):

1. Изоэлектрическая (нулевая) точка.

2. Петля Р, являющаяся отражением процессов возбуждения миокарда

предсердий, на скалярной ЭКГ ей соответствует зубец Р.

3. Петля QRS, являющаяся отражением возбуждения миокарда желудоч-

ков, на скалярной ЭКГ ей соответствует комплекс QRS.

• начальное отклонение, соответствующее по времени появлению зубца

Q на скалярной ЭКГ.

• тело петли, в котором принято различать нисходящую (центробежную)

и восходящую (центростремительную) части.

• конечное отклонение, соответствующее по времени появлению зубца S

на скалярной ЭКГ.

4. Петля Т, являющаяся отражением процесса восстановления (реполяри-

зации) миокарда желудочков. На ЭКГ ей соответствует зубец Т

Эквивалентный электрический генератор, - это модельный генератор, более или менее близкий к истинному по конфигурации и удовлетворяющий критериям эквивалентности (они обычно сводятся к равенству полей в области измерения или же равенству собственных интегральных характеристик истинного и эквивалентного генераторов).

головной мозг считается многодипольным эквивалентным электрическим генератором

Биопотенциал (биоэлектрический потенциал, устар. биоток) — энергетическая характеристика взаимодействия зарядов, находящихся в исследуемой живой ткани, например, в различных областях мозга, в клетках и других структурах.

Измеряется не абсолютный потенциал, а разность потенциалов между двумя точками ткани, отражающая её биоэлектрическую активность, характер метаболических процессов. Биопотенциал используют для получения информации о состоянии и функционировании различных органов.

вопрос 14 под влиянием электрического поля ионы движутся с разной скоростью и скапливаються около клеточных мембран образуя встречное электрическое поле, называемое поляризационным. Таким образом, первичное действие постоянного тока связано с движением ионов, их разделением и изменением их концетрации в разных элементах тканей

непрерывный постоянный ток напряжением 60-80 В используют как леченый метод физиотерапии (гальванизация)

постоянный ток используют для введении лекарственных веществ через кожу или слизистые оболочки- электрофорез лекарственных вещесв.

действие переменного тока на организм существенно зависит от его частоты. При низких, звуковых и ультразвуковых частотах переменный ток, как и постоянный, оказывает раздражающее действие на биологические ткани. Это обусловлено смещением ионов растворов электролитов, их разделением, изменением их концентрации в разных частях клетки и межклеточного пространства.Раздражение тканей зависит также и от формы импульсного тока, длительности импульса и его амплитуды. Так, например, увеличение крутизны фронта импульса уменьшает пороговую силу тока, который вызывает сокращение мышц. Так как специфическое физиологическое действие электрического тока зависит от формы импульсов, то в медицине для стимуляции центральной нервной системы (электросна, электронаркоза), нервно-мышечной системы, сердечно-сосудистой системы (кардиостимуляторы, дефибрилляторы) и иного используют токи с различной временной зависимостью.Воздействуя на сердце, ток может вызвать фибрилляцию желудочков, которая приводит к гибели человека. Лечебное прогревание высокочастотными электромагнитными колебаниями обладает рядом преимуществ перед традиционным и простым способом – грелкой.. Пропускание тока высокой частоты через ткань используют в физиотерапевтических процедурах, называемых диатермией и местной дарсонвализацией.

вопрос 15 Биологические ткани и органы являются довольно разнородными образованиями с различными электрическими сопротивлениями, которые могут изменяться при действии электрического тока. Это обусловливает трудности измерения электрического сопротивления живых биологических систем.

Электропроводимость отдельных участков организма, находящихся между электродами, наложенными непосредственно на поверхность тела, существенно зависит от сопротивления кожи и подкожных слоев. Внутри организма ток распространяется в основном по кровеносным и лимфатическим сосудам, мышцам, оболочкам нервных стволов. Сопротивление кожи в свою очередь определяется ее состоянием: толщиной, возрастом, влажностью и т. п.

Электропроводимость тканей и органов зависит от их функционального состояния и, следовательно, может быть использована как диагностический показатель.

Так, например, при воспалении, когда клетки набухают, уменьшается сечение межклеточных соединений и увеличивается электрическое сопротивление; физиологические явления, вызывающие потливость, сопровождаются возрастанием электропроводимости кожи и т. д.

Было обнаружено, что при прохождении тока через электролит выделение вещества происходит на обоих электродах. По химическому составу это разные части молекулы растворенного вещества. По количеству, если измерять его в химических эквивалентах, они равны. Знаки зарядов у них, очевидно, противоположны.

*Увеличение тока сверх порогового ощутимого вызывает у человека судороги мышц и неприятные болезненные ощущения, которые с ростом тока усиливаются и распространяются на все большие участки тела.

При токе 3 – 5 мА (50 Гц) действие тока ощущается всей кистью руки; при 8 – 10 мА боль резко усиливается и охватывает всю руку, сопровождаясь непроизвольными сокращениями мышц руки и предплечья.

При 10 – 15 мА (50 Гц) боль становится едва переносимой, а судороги мышц рук оказываются настолько значительными, что человек не в состоянии их преодолеть. В результате он не может разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, и оказывается как бы прикованным к ней. Такой же эффект производят и большие токи. Человек еще в состоянии выдержать боль, возникающую в момент отрыва рук от электродов, составляет 50 – 80 мА. Этот ток и принят условно за порог неотпускающего тока при постоянном напряжении. Значения пороговых неотпускающих токов у разных людей различны. Средние значения их составляют: для мужчин 16 мА при 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин (соответственно) 11 и 50 мА, для детей 8 и 40 мА. Ток, превышающий пороговый неотпускающий ток, усиливает судорожные сокращения мышц и болевые ощущения, которые распространяются на более обширную область тела человека.