- •«Медицинская и биологическая физика»
- •Затухающие колебания
- •Кинетическая и потенциальная энергия движения
- •Вынужденные колебания. Резонанс.
- •Автоколебания
- •Механические волны
- •Акустика Природа звука. Физические характеристики
- •Характеристики звукового ощущения. Звуковые измерения
- •Закон Вебера Вехнера
- •Физические основы звуковых. Метод исследований в клинике Волновые сопротивления
- •Ультразвук в медицине
- •Вибрации
- •Механические свойства биологических тканей
- •Модели кровообращения
- •Пульсовая волна
- •Термодинамика
- •Электрическое поле.
- •Напряжённость и потенциал
- •Понятие о мультиполе
- •Физические основы экг
- •Магнитное поле
- •Закон Ампера. Энергия контура
Вибрации
В технике, механические колебания различных конструкций и машин получили название вибрация. Они оказывают воздействие на человека, который соприкасается с вибрирующим объектом.
Основные физические характеристики вибраций:
Частота колебаний;
Амплитуда;
Энергия;
Средняя мощность.
Кроме того, для понимая действия вибрации на БО, важно представить себе распространение и затухание колебаний в теле. Вибрация является источником ультразвуков, инфразвуков и слышимых звуков.
Задачи (в тетради)
Механические свойства биологических тканей
Как технический объект, биологическая ткань – композитный материал, образованный объёмными сочетаниями химически разрядных элементов.
Механические свойства биотоками отличаются от механических свойств каждого компонента ее составляющей, взятого в отдельности костная ткань – состоит из гидроксила.
Примерный вид кривых ползучести костных тканей
Ест – остаточная деформация
Кожа. Кожа состоит из волокон коллагена, эластина (белки) и основной ткани матрицы. Галоген – 75% сохой массы, растягивается на 10 %; Эластин – 4%, растягивается до 300%. У галогена предел прочности 100 МПа, у эластина 5 Мпа.
Мышцы. В состав мышц входит соединительная ткань, которая состоит из коллагена и эластина. Гладкие мышцы могут значительно растягиваться без особого напряжения.
Кровеносная ткань. Механические свойства кровеносных сосудов определяются также; галогены, эластины, гладких мышечных волокон.
Содержание этих составляющих в сосудистой ткани изменяются по ходу кровеносной системы, например, в сонной артерии отношение эластина к коллагену 2:1, для сравнения, бедренная артерия 1:2.
С удалением от сердца увеличивается количество гладких мышечных волокон, и они уже будут являться основой сосудистой ткани.
Рассмотрим сосуд длиной L, и толщиной Две половины цилиндрического сосуда взаимодействуют между собой по сечениям стенок цилиндра
S=2hL – общая площадь взаимодействия
Сила взаимодействия двух половин сосуда
Найдём равнодействующую силу:
F=P*2πL, где 2πL – проекция площади полуцилиндра на вертикальную плоскость ОО’, Р – давление.
Элементарные измерения относительно деформации, формула 6.
Выразим dp:
При больших значениях E, получим:
Формулы 10 и 11 служат для нахождения связи между давлением, давления радиусом сосуда и модулем упругости.
Модели кровообращения
Рассмотрим гидродинамическую модель кровеносной системы, предложенную О. Франком.
Артериальная часть системы кровообращения моделируется упругим резервуаром (УР), т.к. кровь находится в УР и ее объем в любой момент времени зависит от давления.
V = V0 + kp (1)
K – эластичность
V0 – объем УР при отсутствии давления
Объёмная скорость кровотока Q.
От УР кровь оттекает с объёмной скоростью Q0 в периферийную систему. Предположим, что гидравлическое сопротивление периферической системы постоянно.
- Объёмная скорость кровотока и сердца
На основании формул можно записать, что
PB – венозное давление, при
Пределы интегрирования по времени соответствует периоду пульса
Hc-период пульса
Систола – сокращение сердечных мышц
Диастола – расслабление сердца, давление во время расслабления сердца