- •Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
- •Введение.
- •Лекция 1 механика. Акустика
- •1.1. Биофизика – как наука. Практические задачи. Методы исследования
- •1.2. Механическая работа животного. Эргометрия
- •1.3. Перегрузки и невесомость
- •1.4. Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации
- •1.5. Свободные и вынужденные механические колебания
- •1.6. Природа звука и его физические характеристики
- •1.7. Физика слуха
- •1.8. Ультразвук и его применение в медицинских целях
- •1.9. Инфразвук. Вибрации
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 2 течение и свойства жидкостей
- •2.1 Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Закон Пуазейля
- •2.2. Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса
- •2.3. Клинический метод определения вязкости жидкости
- •2.4. Турбулентное течение. Число Рейнольдса
- •2.5. Поверхностное натяжение. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления
- •2.6. Эмболия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 3 термодинамика. Физические процессы в биологических мембранах
- •3.1. Основные понятия термодинамики. Первое и второе начала термодинамики
- •3.2. Энтропия. Принцип минимума производства энергии
- •3.3. Организм как открытая система
- •3.4. Некоторые физические свойства и параметры мембран
- •3.5. Перенос молекул через мембраны. Уравнение Фика
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 4 электродинамика
- •4.1. Электрическое поле и его характеристики
- •4.2. Физические основы электрокардиографии
- •4.3. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей при постоянном токе
- •4.4. Электрический ток в газах
- •4.5. Аэроионы и их лечебно-профилактическое действие
- •4.6. Магнитное поле и его характеристики
- •4.7. Магнитные свойства тканей организма. Биомагнетизм
- •4.8. Переменный электрический ток
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 5 оптика. Тепловое излучение
- •5.1. Природа света. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- •5.2. Интерференция
- •5.3. Дифракция
- •5.4. Поляризация
- •5.5. Исследование биологических тканей в поляризованном свете
- •5.6. Оптическая система глаза
- •5.7. Тепловое излучение тел
- •5.8. Теплоотдача организма
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 6 физика атомов и молекул. Элементы квантовой биофизики
- •6.1. Гипотеза де Бройля
- •6.2. Строение атома. Постулаты Бора
- •6.3. Энергетические уровни атомов
- •6.4. Виды излучений
- •6.5. Люминесценция
- •6.6. Фотобиологические процессы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Лекция 7 ионизирующие излучения. Основы дозиметрии
- •7.1. Рентгеновское излучение. Тормозное рентгеновское излучение
- •7.2. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом
- •7.3. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада
- •7.4. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
- •7.5. Использование радионуклидов и нейтронов в медицине
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы
- •Библиографический список
- •Содержание
7.5. Использование радионуклидов и нейтронов в медицине
Медицинские приложения радионуклидов можно представить двумя группами. Одна группа – это методы, использующие радиоактивные индикаторы (меченные атомы) с диагностическими и исследовательскими целями. Другая группа методов основана на применении ионизирующего излучения радионуклидов для биологического действия с лечебной целью. Метод меченных атомов заключается в том, что в организм вводят радионуклиды и определяют их местоположение и активность в органах и тканях. Так, например, для диагностирования заболеваний щитовидной железы в организм вводят радиоактивный йод часть которого концентрируется в этой железе. Счетчиком расположенным поблизости от нее, фиксируют накопление йода. По скорости увеличения концентрации радиоактивного йода можно сделать диагностический вывод о состоянии щитовидной железы.
Рак щитовидной железы может давать метастазы в разные органы. Накопление радиоактивного йода в них может дать информацию о метастазах.
Для обнаружения распределения радионуклидов используют гамма-топограф (сцинтиграф), который автоматически регистрирует распределение интенсивности радиоактивного препарата. Гамма-топограф представляет собой сканирующий счетчик, который постепенно проходит большие участки над телом больного. Регистрация излучения фиксируется, например, штриховой отметкой на бумаге. На рисунке 34а схематично показан путь счетчика, а на рисунке 34б – регистрационная карта.
Рисунок 34.
Применяя радиоактивные индикаторы, можно проследить за обменом веществ в организме. Объемы жидкостей в организме трудно измерить непосредственно, метод меченых атомов позволяет решить эту задачу. Так, например, вводя определенное количество индикатора в кровь и выдержав время для его равномерного распределения по кровеносной системе, можно по активности единицы объема крови найти ее общий объем.
Гамма-топограф дает сравнительно грубое распределение источников ионизирующего излучения в биологических тканях. Более детальные сведения можно получить методом авторадиографии.
В этом методе на исследуемый объект, например биологическую ткань, наносится слой чувствительной фотоэмульсии. Содержащиеся радионуклиды оставляют след в соответствующем месте эмульсии, как бы фотографируя себя (отсюда и название метода). Полученный снимок называют радиоавтографом или авторадиограммой. На рисунке 35 схематически показан слой биологического препарата, содержащий радионуклиды (радиоактивные метки) и слой фотоэмульсии, в котором, после проявления, возникнут темные точки от ионизирующего излучения.
Рисунок 35.
В живой организм радиоактивные атомы вводятся в небольшом количестве, что ни они, ни продукты их распада не оказывают вреда организму.
Лечебное применение радионуклидов в основном связано с использованием γ-излучения (γ-терапия). Гамма установка состоит из источника, обычно 60С, и защитного контейнера, внутри которого помещен источник; больной размещается на столе. Применение γ-излучения высокой энергии позволяет разрушить глубоко расположенные опухоли, при этом поверхностно расположенные органы и ткани подвергаются меньшему губительному действию.
Терапевтическое применение имеют и α-частицы. Так как они обладают значительной линейной плотностью ионизации, то поглощаются даже небольшим слоем воздуха. Поэтому использование α-частиц в терапии возможно лишь при их непосредственном контакте с организмом, либо при введении внутрь организма. Характерным примером является радоновая терапия: минеральные воды содержащие радон и его дочерние продукты используются для воздействия на кожу (ванна), органы пищеварения (питье), органы дыхания (инголяция)
Еще одно лечебное действие α-частиц связано с использование потока нейтронов. В опухоль предварительно вводятся элементы, ядра которых под действием нейтронов вступают в ядерную реакцию с образованием α-частиц. Облучая после этого больной орган потоком нейтронов, вызывают ядерную реакцию и, следовательно, образование α-частиц. Таким образом, они образуются внутри органа на который должны оказать разрушительное действие. Можно ввести радиоактивный препарат в больной орган на острие иглы.
И другие приемы лечебного воздействия ионизирующим излучением радионуклидов и нейтронами.