Физика в медицинском вузе. Учебно-методическое пособие

характеристика звука, звуковые методы исследования; методы определения скорости кровотока, вязкости крови, кровяного давления и т.д.);

−ряд ПОВ посвящен применения в медицинской практике физических явлений, процессов, физических приборов (использование эффекта Доплера в медицине; физические основы применения ультразвука в медицине; применение лазеров в медицине; физические основы применения рентгеновского излучения в медицине и т.д.);

−некоторые ПОВ касаются принципа действия медицинских приборов, являющихся физическими приборами (аудиометр; вискозиметр; очки; микроскоп и т.д.);

−некоторые ПОВ посвящены специфике физических процессов, явлений в медицинской практике (упругие и прочные свойства костной ткани; медицинские эффекты видимого и ультрафиолетового излучения и т.д.).

Соответствующая классификация профессионально

ориентированных вопросов курса физики в медицинском вузе представлена на рис.2.

Профессионально ориентированные вопросы курса физики в медицинском вузе

Рис. 2. Классификация профессионально ориентированных вопросов курса физики в медицинском вузе

11

специфики физических явлений и процессов в медицинской практике. 3. Физические задачи и задания, касающиеся, специфики функционирования медицинских (физических) приборов. 4. Физические задачи и задания, касающиеся применения в медицине физических явлений, процессов, приборов. Четвертый вид физических задач и заданий профессионально ориентированного характера (физические задачи и задания, касающиеся применения в медицине физических явлений, процессов, приборов) включает два соответствующих типа задач и заданий (физические задачи и задания, касающиеся применения физических явлений, процессов, приборов в диагностике для исследования; физические задачи и задания, касающиеся применения физических явлений, процессов, приборов в лечебной практике).

Далее более подробно будут рассмотрены особенности, специфика, примеры каждого вида физических задач и заданий профессионально ориентированного характера по курсу физики в медицинском вузе, представленных на рис.3.

2.1. Физические задачи и задания, касающиеся специфики методов определения физических величин в медицине

В приложении 1 приведена информация, касающаяся понятия физической величины, видов физических величин, измерения и видов измерений физических величин, средств измерения физических величин, погрешности измерения физических величин в общенаучной практике. Физические величины, рассматриваемые с позиции медицинской практики, чаще всего характеризуют физическое состояние человеческого организма (температура тела, кровяное давление, вязкость крови и т.п.) или описывают особенности функционирования приборов, воздействия на организм человека ряда диагностических, лечебных методов и т.п. (Рис.4.)

13

Физические задачи и задания, касающиеся специфики методов определения физических величин в медицине

Рис. 5. Физические задачи и задания, касающиеся специфики методов определения физических величин в медицине

Пример решения физической задачи, касающейся специфики методов определения физических величин в медицине:

условие: Найдите, какой объем крови проходит у взрослой женщины через капилляр диаметром 8 мкм за 10 с (течение ламинарное). Коэффициент вязкости крови 5000 мкПа*с. Какое количество эритроцитов будет содержаться в данном объеме крови (в норме)?

15

2.2. Физические задачи и задания, касающиеся специфики физических явлений и процессов в медицинской практике

Физические явления и процессы имеют определенную специфику в медицинской практике: особенности протекания в организме человека (здорового, больного), специфика воздействия физических явлений, процессов на организм человека, возможность использования в медицинских приборах и т.п. (Рис.6) Данная специфика определяет особенности использования физических явлений и процессов в медицинской практике (для лечения, в диагностике для исследования).

ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ, ПРОЦЕСС

Специфика в медицине

Результаты применения в медицине

физического явления, процесса

Рис. 6. Специфика физических явлений и процессов в медицинской практике

В соответствии с классификацией физических задач и заданий профессионально ориентированного характера (Рис.3) можно выделить основные типы ФЗЗПОХ, касающихся специфики физических процессов и явлений в медицинской практике (Рис.7).

17

1) определение особенностей протекания физиологических (физических) явлений и процессов в организме человека

Физические задачи и задания, касающиеся специфики физических явлений и

процессов в медицинской практике

Рис. 7. Физические задачи и задания, касающиеся специфики физических явлений и процессов в медицине

Пример решения физической задачи, касающейся специфики физических явлений и процессов в медицине:

условие: Интенсивность сердечных тонов, прослушиваемых через стетоскоп, составляет 10-11 Вт/м2 для частоты 1 кГц. Найдите величину звукового давления в аорте. Оцените, какое давление на поверхность оказывал бы звук данной интенсивности в воздухе.

рекомендации: для более качественного осмысления решения задачи необходимо обратиться к материалу, представленному в заполненных таблицах 21, 22, рис. 26 (приложение 5), рекомендуемой литературе.

18

3. Согласно справочным данным, указанным в таблице 6 (см. Приложение 3), будем считать, что средняя скорость звука в аорте человека составляет 1540 м/с.

4.Тогда p = 2ρVI ≈ 6мПа.

5.Согласно справочным данным, указанным в таблице 6 (см. Приложение 3), средняя скорость звука в воздухе

составляет 331 м/с.

6. Тогда pвоздух = 2ρвоздухVвоздухI ≈ 0,092мПа Ответ: p ≈ 6мПа, pвоздух ≈ 0,092мПа

Дополнительные задания:

1)Каковы особенности протекания данного физического явления, процесса в организме человека (больного, здорового)?

2)Какой физической величиной можно охарактеризовать данное явление, процесс? В чем заключается специфика этого в медицинской практике?

3)Какое воздействие способно оказывать данное явление, процесс на организм человека? Может ли данное воздействие привести к злокачественным (не благоприятным) изменениям в процессе функционирования и жизнедеятельности человеческого организма?

4)Назовите медицинские (физические) приборы, работающие не основе данного физического явления, процесса?

5)В какой области медицинской практике (диагностике, лечебной практике) применяется данное физическое явление, процесс?

19