Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
физика,ответы на вопросыЭТО РАСПЕЧАТАЙ!!!.doc
Скачиваний:
24
Добавлен:
16.12.2018
Размер:
2.03 Mб
Скачать

37 Первичные процессы в тканях при гальванизации и лечебном электрофорезе.

Человеческий организм в значительной степени состоит из биологических жидкостей, содержащих большое количество ионов, которые участвуют в различных обменных процессах.

Под действием электрического поля ионы движутся с разной скоростью и скапливаются около клеточных мембран, образуя встречное электрическое поле, называемое поляризационным. Первичное действие постоянного тока связано с движением ионов, их разделением и изменением их концентрации в разных элементах ткани. Воздействие постоянного тока на организм зависит от силы тока, поэтому существенно электрическое сопротивление тканей, прежде всего кожи. Влага, пот значительно уменьшают сопротивление, поэтому даже при малом напряжении через организм может пройти значительный ток.

Непрерывный постоянный ток с напряжением 60-80 В используют как лечебный метод физиотерапии - гальванизация. Электроды изготовляются из листового свинца толщиной 0,5 - 03 мм. Между электродами и

кожей помещают гидрофильные прокладки, смоченные водой (т. к.

продукты NaCl, содержащиеся в тканях, могут вызвать ожог). Дозируют силу тока миллиамперметром (допустимая плотность тока 0,1 мА/см2).

Электрофорез - введение лекарственных веществ через кожу или слизистые. Прокладку активного электрода смачивают раствором лекарств. Лекарство вводят с того полюса, заряд которого одноименный с ионами лекарства.

Гальванизацию и электрофорез лекарственных веществ можно осуществлять с помощью жидкостных электродов в виде ванн, в которые погружаются конечности пациента.

38 Надежность электромедицинской аппаратуры.

Одним из важных вопросов, связанных с использованием электронной медицинской аппаратуры, является ее электробезопасность как для пациента, так и для мед. персонала.

Больной человек вследствие различных причин (ослабленность организма, действие наркоза, отсутствие сознания, наличие электродов на теле и др.) оказывается в особо электроопасных условиях, по сравнению со здоровым человеком. Мед. персонал, работающий с мед. электронной аппаратурой, тоже находятся в условиях риска поражения электрическим током.

Основное и главное требование - сделать недоступным касание частей аппаратуры, находящихся под напряжением.

1) Медицинская аппаратура должна нормально функционировать. Для этого мед. персонал должен знать о ремонтопригодности аппаратуры и долговечности её частей.

Способность аппарата не отказывать в работе в заданных условиях эксплуатации, сохранять свою работоспособность в течение заданного интервала времени - это и есть надёжность.

Способность аппаратуры к безотказной работе зависит от многих причин:

а) вероятность безотказной работы p(t)=N(t)/N0

N(t) – число неиспортившихся за время t аппаратов;

N0 - общее число испытывавшихся аппаратов;

б) интенсивность отказа

dN - число отказов;

dt - время;

N - число работающих элементов;

«-» означает, что dN < 0, т.к. число работающих аппаратов убывает со

временем.

В процессе эксплуатации медицинские изделия, в зависимости от возможных последствий отказа подразделяются на 3 класса:

а) изделия, отказ которых представляет непосредственную опасность для жизни пациента и персонала. p(t) для них должна быть не менее 99% (аппарат искусственного дыхания, кровообращения и др.)

б) изделия, отказ которых вызывает искажение информации о состоянии организма, не приводящий к опасности для жизни. p(t) = 80%

в) отказ которых снижает эффективность или задерживает лечебно-диагностический процесс, либо приводит к материальному ущербу или повышает нагрузку на медперсонал (диагностическая и физиотерапевтическая аппаратура).

39 Электроды для съемки биоэлектрического сигнала. Требования к ним.

Электроды - проводники специальной формы, соединяющие измерительную цель с биологической системой.

При диагностике они служат не только для съема электрического сигнала, но и для подведения внешнего электромагнитного воздействия, например, в реографии, а также с целью лечения и при электростимуляциях.

Требования к электродам:

1) они должны быстро фиксироваться и сниматься;

2) иметь высокую стабильность электрических параметров;

3) быть прочными;

4) не создавать помех;

5) не раздражать биологическую ткань и т.п.

Для уменьшения переходного сопротивления электрод-кожа стараются увеличить проводимость среды между электродом и кожей, используют марлевые салфетки, смоченые физиологическим раствором, или электропроводящие касты. Можно уменьшить это сопротивление, увеличив площадь контакта электрод-кожа, но тогда электрод захватит несколько эквипотенциальных поверхностей, и истинная картина электрического поля будет искажена.

По назначению они делятся на группы:

1) для кратковременного применения в кабинетах функциональной диагностики (снятие ЭКГ)

2) для длительного использования (при постоянном наблюдении за тяжелобольными)

3) для использования на подвижных обследуемых (в спортивной или космической медицине)

4) для экстренного применения (скорая помощь).

При съёмке биоэлектрического сигнала возникает гальваническая ЭДС; и на электродах выделяются продукты реакции при прохождении тока. Поэтому возникает встречная ЭДС, которая искажает полезный биопотенциал. Существуют способы для уменьшения или устранения подобных влияний.

40 Датчики медико-биологической информации. Характеристики датчиков. Погрешности датчиков.

Многие медико-биологические характеристики нельзя снять электродами, т.к. они не создают биопотенциалов (давление крови, температура, звуки сердца, частота дыхания). В этих случаях используют датчики (измерительные преобразователи).

Датчик - устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи, дальнейшего преобразования или регистрации. Датчики подразделяются на генераторные и параметрические.

1. Генераторные - датчики, которые под действием измеряемого сигнала, генерируют напряжение (передатчики – при деформации) или ток (фотоэлементы - при облучении светом - вырывание электронов с поверхности металлов). Напряжение генерируется при нагревании металлов с разной концентрацией электронов; полупроводников разной проводимости.

2. Параметрические-датчики, в которых под действием измеряемого сигнала изменяется какой-либо параметр:

а) ёмкостные (при сближении - или удалении пластин конденсатора или при изменении площади пластин - их смещение) изменяется электроемкость;

б) реостатные - при изменении длины изменяется омическое сопротивление;

в) индуктивные - (при вдвижении или выдвижении сердечника изменяется индуктивность катушки.

Характеристики датчиков: - чувствительность, равная единичному значению выходной величины при единичном значении входной. Функция преобразования у=kх - алгебраическая или графическая зависимость выходной величины от входной. Она должна быть линейной. Минимальное значение входной величины - порог чувствительности; максимальное значение входной величины - предел измерения датчика

Погрешности датчиков бывают из-за:

1) температурной зависимости измеряемых величин (например, сопротивление проводников зависит от температуры, длины, площади поперечного сечения).

2) гистерезис – запаздывание выходной величины даже при медленном изменении входной.

3) Непостоянство функции преобразования во времени.

4) Обратное воздействие датчика на биологическую систему, что приводит к изменению показаний.

5) Инерционность датчика (пренебрежение ею временными характеристиками).

Датчики являются техническими аналогами рецепторов биологических систем.

41Усиление электрического сигнала. Усилитель на транзисторе. Коэффициент усиления по напряжению. Особенности усиления биоэлектрических систем.

Биопотенциалы являются существенным диагностическим показателем многих заболеваний. Т.к. биопотенциалы сравнительно медленно изменяются со временем, то в приборах используют усилители постоянного тока. Усилители - устройства, увеличивающие принимаемые электродами сигналы за счет энергии постороннего источника. Они имеют вход, на который подается принятый электрический сигнал и выход, с которого снимается усиленный сигнал. Существенное требование к усилителям - воспроизведение усиленного сигнала без искажения.

Характеристикой усилителя является коэффициент усиления: усилитель напряжения (вых. - выход; вх. - вход). - усилитель тока; - усилитель мощности.

Коэффициент усиления усилителя из нескольких каскадов:

К=К1+К2+К3

Рассмотрим усиление сигнала транзистором – спаянные вместе полупроводники p-n-p типа или n-p-n типа. На границе двух полупроводников (п/п) образуется р-n переход, сопротивление которого зависит от направления приложенного напряжения.

На базе (эмиттерном переходе) Еэ создаёт прямое напряжение, это напряжение Uвх можно изменять, используя делитель напряжения – D.

На коллекторном переходе Eк создает обратное напряжение. Усиленное по сравнению с Uвх напряжение Uвых снимается с резистора нагрузки Rн коллекторной цепи. Сила тока в цепи коллектора мала при отсутствии напряжения в эмиттерной цепи. Если создать и увеличивать напряжение между эмиттером и базой, то будет возникать и сила тока в цепи эмиттера. Сила тока в цепи коллектора возрастет.

Специфика усиления биопотенциалов:

1) выходное сопротивление биологической системы вместе с сопротивлением электродов обычно велико;

2) биопотенциалы - медленно изменяющиеся сигналы;

3) биопотенциалы - слабые сигналы.

42 Общий случай интерференции света

Интерференция - сложение когерентных волн (волн равной частоты и постоянной разности фаз), в результате которого образуются устойчивые картины их усиления и ослабления. При этом интенсивность результирующей волны принимает в разных точках пространства от минимального до некоторого максимального. Для получения когерентных источников используют экран с двумя щелями (каждая щель становится источником вторичных сферических волн - принцип Гюйгенса) или один пучок разделяют на два c помощью тонких пленок (один пучок отражается от верхней грани пленки, другой - от нижней) и др. способы, например, зеркала, бипризмы и т.п.

При встрече двух волн в фазе (гребень с гребнем, впадина с впадиной) происходит усиление, при этом разность хода двух волн Δd равна четному числу длин полуволн (целому числу длин волн): дельта d=k*лямда.

Если же встречается гребень с впадиной, то волны ослабляют (а при одинаковой амплитуде – гасят друг друга, при этом разность хода 2-х волн равна нечетному числу (2k+1) полуволн дельта d=(2k+1)*лямда/2.

43 Интерференция света в тонких пленках. Просветление оптики. Интерференционные зеркала.

При попадании света на тонкую прозрачную пленку образуются когерентные волны, одна из которых отразилась от верхней части пленки, а другая - от нижней S.

Альфа = гамма (закон отражения)

1 - падающий луч от источника света

2 - отраженный

3 - преломленный

Альфа - угол падения

гамма - угол отражения

фи – угол преломления

Для максимумов интерференции в пленке 2dn^2-sin^2α - разность хода волн (2) и (3) равна (2к+1)*лямда/2

Для минимумов: 2dn^2-sin^2α=k*лямда

n - показатель преломления вещества пленки

Это явление используют для просветления оптики. Линзы покрывают тонкой диэлектрической пленкой, толщина которой подбирается таким образом, чтобы пучки света, отраженные от ее верхней и нижней части, встретились в фазе, т.е. d=k*лямда/2n - толщина пленки. Поэтому отраженные от пленки пучки гасят друг друга, в результате свет не отражается от стекла линзы, а весь проходит сквозь нее. Это особенно важно в приборах с большим количеством линз - микроскоп, спектроскоп и др. Изображение рассмотренных предметов при этом более яркое.

Интерференция света используется в интерферометрах для изучения длин волн, небольших расстояний, показателей преломления веществ, определения качества оптических поверхностей. Здесь используется два взаимно перпендикулярных зеркала: свет от источника, падая на одно и другое зеркала, раздваивается, по разности хода лучей, отраженных от зеркал, судят о длине волны, показателях преломления.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.