Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека; механическая работа человека эргометрия.

Опорно-двигательный аппарат человека состоит из сочлененных между собой костей скелета, к которым в определенных точках прикрепляются мышцы. Кости скелета действуют как рычаги, которые имеют точку опоры в сочленениях и приводятся в движение силой тяги, возникающей при сокращении мышц. Рычагом называется твердое тело, которое может вращаться около неподвижной оси. Различают три вида рычагов:

1) Когда точка опоры лежит между точками приложения действующей силы F и силы сопротивления R.

2) Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления R, а сила F приложена на конце рычага.

3) Когда сила F приложена ближе к точке опоры, чем сила R.

Исследование работоспособности мышц называется эргометрией, а соответствующие приборы - эргометрами. Пример: тормозной велосипед (велоэргометр). F - сила трения между лентой и ободом колеса, измеряемая динамометром. Вся работа испытуемого затрачивается на преодоление силы трения.

Тогда A = Fтр l = Fтр 2 r - за один оборот, A = n Fтр 2 r - за n оборотов - средняя мощность. Когда мышцы совершают работу, в них освобождается химическая энергия, накопленная в процессе метаболизма; она частично превращается в механическую работу, а частично теряется в виде тепла.

Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения.

Работа, совершаемая сердцем, затрачивается на преодоление сопротивления и сообщение крови кинетической энергии. Совершаемая при этом работа равна:A1 = FI = pSI = pVy. Vу – ударный объем крови в виде цилиндра, сечение по аорте S, расстояние I, среднее давлении р. Мощностью называют работу, совершаемую в единицу времени. Если частота сокращений сердца соответствует одному сокращению в секунду, то мощность сердца равна примерно 1 Вт (Н-м/с), или 0,1 кгс-м/с. Важной характеристикой двигателя любого типа является отношение мощности к весу: для сердца весом около 3 Η это отношение равно 0,3 Вт/Н.

Аппарат искусственного кровообращения (АИК), или аппарат «искусственное сердце — легкие» — специальное медицинское оборудование, обеспечивающее жизнедеятельность человека при частичной или полной невозможности выполнения функций сердца и/или лёгких. 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. 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. Кроме насосов аппарат снабжен блоком контроля давления, электротермометром, смесителем газов, таймерами, детекторами уровня и пузырьков - объединенными в блок управления.

Центрифугирование: определение, решаемые задачи, физика процесса центрифугирования

Центрифугирование — это процесс разделения неоднородных систем на фракции под действием центробежных сил. Для осуществления процесса центрифугирования используются центрифуги. Основная часть центрифуги – барабан со сплошными или перфорированными стенками, вращающийся в основном в неподвижном кожухе. Внутренняя поверхность ротора с перфорированными стенками часто покрывается фильтровальной тканью или тонкой металлической сеткой. Под действием центробежных сил суспензия разделяется на осадок и жидкую фазу – фугат. Различают два метода центрифугирования: центробежное осаждение и фильтрование. Центрифугирование проводят в центробежных машинах – центрифугах и жидкостных центробежных сепараторах. В зависимости от метода центрифугирования осуществляется в сплошных (осадительных; рис. 1, а)или перфорированных (покрытых фильтрующим материалом; рис. 1, б)роторах. Роторы машин для центробежного осаждения (а) и фильтрования (б): С - суспензия, Ф - фугат (фильтрат), О - осадок; пояснение в тексте, rж -радиус свободной поверхности жидкости.

Физические основы электрокардиографии. Электрический вектор сердца. Представление о

дипольном эквивалентном электрическом генераторе сердца, головного мозга и мышц.

Электрические биопотенциалы, их особенности.

Эле́ктрокардиогра́фия — методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца. Электрокардиография представляет собой относительно недорогой, но ценный метод электрофизиологической инструментальной диагностики в кардиологии.

Прямым результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (ЭКГ) — графического представления разности потенциалов возникающих в результате работы сердца и проводящихся на поверхность тела. На ЭКГ отражается усреднение всех векторов потенциалов действия, возникающих в определённый момент работы сердца.

Электр.вектор сердца - Вектором называют графическое изображение какой-либо силы с указанием направления ее действия ивеличины. 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). Понятие этого генератора связано с формулированием и решением двух задач: расчет потенциала в области измерения по заданным характеристикам электрического генератора и расчет хар-к эл. ген-ра по измеренному потенциалу. Электрокардиография (ЭКГ) – регистрация биопотенциалов, возник. В серд.мыщце при ее возбуждении. Электромиография – метод регистрации биоэлектрической активности мышц. Электроэнцефалография – метод регистрации

Биопотенциалы – это электрические потенциалы, источником которых явл. Живые ткани. Регистрация биопотенциалов с диагностической целью получила название электрографии. Биопотенциалы снимаются электродами не с органа, а с др. соседних тканей, в кот-ых эл. Поля этим органом создаются. Биофизический подход к выяснению связи между биопотенциалами сердца и их внешним проявлением заключается в моделировании источников этих биопотенциалов.

Первичное действие постоянного тока и переменными электрическими токами на организм.

Механизмы гальванизации и электрофореза.

Непрерывный постоянный ток напряжением 60-80 В используют как лечебный метод физиотерапии (гальванизация). Источником тока обычно служит двухполупериодный выпрямитель - аппарат для гальванизации. Применяют для этого электроды из листового свинца или станиоля толщиной 0,3-0,5 мм. Так как продукты электролиза раствора поваренной соли, содержащегося в тканях, вызывают прижигание, то между электродами и кожей помещают гидрофильные прокладки, смоченные, например, теплой водой. Дозируют силу постоянного тока по показаниям миллиамперметра, при этом обязательно учитывают предельно допустимую плотность тока - 0,1 мА/см2. Постоянный ток используют в лечебной практике также для введения лекарственных веществ через кожу или слизистые оболочки. Этот метод получил название электрофореза лекарственных веществ. Для этой цели поступают так же, как и при гальванизации, но прокладку активного электрода смачивают раствором соответствующего лекарственного вещества. (Опыт с двумя кроликами) Гальванизацию и электрофорез лекарственных веществ можно осуществлять с помощью жидкостных электродов в виде ванн, в которые погружаются конечности пациента. Действие переменного тока на организм существенно зависит от его частоты. При низких, звуковых и ультразвуковых частотах переменный ток, как и постоянный, вызывает раздражающее действие на биологические ткани. Это обусловлено смещением ионов растворов электролитов, их разделением, изменением их концентрации в разных частях клетки и межклеточного пространства.

Электропроводимость биологических тканей для постоянного и переменного токов. Ионная

проводимость. Порог неотпускающего тока.

Биолог ткани способны проводить эл ток, основными носителями заряда являются ионы. Обладают св-ами проводников(наличие свободных ионов) и диэлектриков. При пропускании эл. Тока через живую ткань она ведёт себя как комплексное сопротивление имеющее омический и ёмкостный компоненты. Пропускание тока ведёт к изменению в биологических средах и имеет ответную реакцию. В действии постоянного тока имеет значение электропроводность ткнаи, зависящ от влажности (проводимость больше). Эффективность действия переменного эл.тока определяется амплитудой, частотой, продолжительностью. Низкочастотные токи имеют большую опасность при прохождении через сердце. При пропускании постоянного тока через живые ткани установлено, что сила тока не постоянна, а уменьшается и фиксируется на определённом уровне со временем. Измерение ёмкости биообъекта определяется поляризационной ёмкостью, возникающая в момент прохождения тока. Порогом ощутимости тока называют наим силу тока, раздражающее действие кот ощущает ч-к. Зависит от места и площади контакта тела с подведённым напряжен. частоты тока индвиди. Особен Ч-ка(пол, возраст,специфика ор-ма). Он подчиняется закону норм. Распределения со средним значением около 1мА на 50 Гц. ПОРОГОВЫЙ НЕОТПУСКАЮЩИЙ ТОК — наименьшее значение неотпускающего тока. НЕОТПУСКАЮЩИЙ ТОК — электрический ток, вызывающий непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник.