9. Составьте дифференциальное уравнение, описывающее изменение активности радионуклидов в организме при их непрерывном поступлении с постоянной скоростью.
Литература:
1. Конспект лекций.
4. Г.К. Ильич. Медицинская и биологическая физика. Ионизирующие излучения.
5. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика.
Итоговые вопросы по всему курсу медицинской и
биологической физики
I. Элементы высшей математики и теории вероятностей
1. Производная функции, ее физический и геометрический смысл. Дифференциал функции.
2. Неопределенный и определенный интегралы.
3. Частные производные и полный дифференциал.
4. Дифференциальные уравнения. Примеры составления дифференциальных уравнений для решения медико-биологических задач.
5. Основные понятия и теоремы теории вероятностей.
6. Статистическая обработка данных прямых измерений. Расчет погрешностей прямых измерений.
7. Оценка погрешностей косвенных результатов измерений.
II. Основы биоакустики и гемодинамики.
8. Физические и физиологические характеристики звука. Диаграмма слышимости. Уровень интенсивности и уровень громкости звука, единицы их измерения.
9. Ультразвук. Получение ультразвука. Отражение и поглощение ультразвуковых волн биотканями, акустический импеданс.
10. Биофизические механизмы взаимодействия ультразвуковых волн с биологическими тканями. Терапевтическое и хирургическое применение ультразвука.
11. Ультразвуковая диагностика.Методы получения изображений органов.
12. Эффект Доплера. Измерение скорости кровотока с помощью эффекта Доплера.
13. Уравнение Бернулли, условие неразрывности струи, пределы их применимости для описания кровотока.
14. Вязкость жидкости, методы её определения. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Вязкость крови. Факторы, влияющие на вязкость крови в организме.
15. Формула Пуазейля. Распределение давления и скорости кровотока по сосудистой системе.
16. Пульсовые волны, механизм их возникновения. Скорость пульсовой волны. Регистрация пульсовых волн.
17. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса. Условия проявления турбулентностей в сердечно-сосудистой системе.
18. Работа и мощность сердца.
III.Электрические явления в организме, электрические воздействия и методы исследования.
19. Основные характеристики электрического поля. Поле диполя. Диполь в электрическом поле.
20. Физические основы электрографии тканей и органов. Электрическое поле сердца как поле диполя. Электрокардиография. Отведения Эйнтховена. Усиленные униполярные отведения.
21. Ток в жидкостях. Подвижность ионов. Электропроводность электролитов. Гальванизация. Лечебный электрофорез.
22. Омическое сопротивление, емкость и индуктивность в цепи переменного тока. Электрические фильтры.
23. Полное сопротивление цепи переменного тока (импеданс). Резонанс в цепи переменного тока.
24. Эквивалентная схема живой ткани. Зависимость импеданса живой ткани от частоты тока.
25. Физические основы реографии (импедансной плетизмографии).
26. Пассивный транспорт веществ через биологические мембраны, его виды.
27. Математическое описание пассивного транспорта (уравнения Теорелла, Фика, Нернста-Планка).
28. Активный транспорт ионов через биомембрану. Виды ионных насосов. Принцип работы натрий-калиевого насоса.
29. Мембранные потенциалы покоя. Их ионная природа. Уравнения Нернста и Гольдмана-Ходжкина-Катца.
30. Генерация потенциала действия. Его форма и характеристики.
31. Распространение потенциала действия по миелиновому и безмиелиновому нервному волокну.
32. Параметры биоэлектрических сигналов. Гармонический анализ биоэлектрических сигналов, теорема Фурье.
33. Основные характеристики медицинских приборов (чувствительность, полоса частот, динамический диапазон, время реакции, уровень помех) и их связь с параметрами регистрируемых биосигналов.
34. Электробезопасность медицинской аппаратуры. Роль заземления. Роль балластных сопротивлений. Классы безопасности.
35. Общая схема получения, передачи и регистрации медицинских данных. Электроды. Обоснование необходимости и методов снижения переходного сопротивления электрод-кожа. Электродный потенциал и его роль в электродной цепи.
36. Измерительные преобразователи (датчики), их классификация и назначение в медицинской аппаратуре. Датчики давления. Полупроводниковые датчики температуры.
37. Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления в металлах и полупроводниках. Термопары как температурные датчики.
38. Усилители биоэлектрических сигналов. Их основные характеристики (коэффициент усиления, частотная и амплитудная характеристики, полоса частот, динамический диапазон). Дифференциальный усилитель.
39. Электростимуляция тканей и органов. Параметры импульсных сигналов, применяемых для электростимуляции, и их физиологическое обоснование. Закон Дюбуа-Реймона.
40. Электровозбудимость тканей. Уравнение Вейса-Лапика. Реобаза и хронаксия.
41. Электростимуляция сердца, ее виды. Дефибрилляторы.
42. Первичные механизмы воздействия на организм высокочастотных токов и полей. Тепловые и нетепловые эффекты. Получение высокочастотных электромагнитных колебаний. Терапевтический контур.
43. Диатермия. Электрохирургия. Моноактивная и биактивная методики. Электротомия и электрокоагуляция. Области применения электрохирургии.
44. Местная дарсонвализация. Параметры воздействия, способ подведения тока к пациенту.
45. УВЧ-терапия. Непрерывный и импульсный режим. Аппараты УВЧ-терапии.
46. Индуктотермия. Микроволновая и ДМВ-терапия. КВЧ-терапия.
IV. Оптические методы исследования
47. Дифракция и интерференция света. Дифракционная решетка. Голография.
48. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Поляризация при отражении света, закон Брюстера.
49. Двойное лучепреломление, поляризационные призмы. Явление дихроизма. Поляроиды. Закон Малюса.
50. Вращение плоскости поляризации. Поляриметрия и спектрополяриметрия.
51. Показатель преломления. Рефрактометрия. Явление полного внутреннего отражения. Волоконная оптика. Эндоскопия и эндоскопы.
52. Оптическая микроскопия. Ход лучей в микроскопе и его увеличение. Предел разрешения микроскопа. Формула Аббе.
53. Электронная микроскопия. Принципиальное устройство электронного микроскопа. Предел разрешения электронного микроскопа.
54. Дисперсия света. Спектроскопы, спектрографы, монохроматоры.
55. Поглощение света и его законы. Показатель поглощения, коэффициент пропускания, оптическая плотность. Колориметры и спектрофотометры.
56. Рассеяние света. Особенности светорассеяния на мелких и крупных частицах. Нефелометрия.
57. Оптическая система глаза. Аккомодация, угол зрения, острота зрения. Недостатки оптической системы глаза и их устранение с помощью линз.
58. Чувствительность глаза к свету и цвету. Адаптация.
59. Фотоэффект внешний и внутренний. Фотоэлементы, фотоумножители. Электронно-оптические преобразователи. Фотосопротивления.
60. Тепловое излучение тел. Характеристики излучения (энергетическая светимость, спектральная плотность энергетической светимости). Абсолютно черное тело. Законы теплового излучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина).
61. Тепловое излучение тела человека,его спектр,длина волны излучения, на которую приходится максимум спектральной плотности. Основы термографии и тепловидения.
62. Излучение и поглощение энергии атомами и молекулами. Спектр атома водорода. Молекулярные спектры.
63. Люминесценция и ее виды. Характеристики люминесценции: длительность, спектр, квантовый выход. Закон Стокса и закон Вавилова. Люминесцентные метки и зонды.
64. Вынужденное излучение и усиление света. Лазеры. Свойства лазерного излучения.
65. Электронный парамагнитный резонанс. Области его применения. Парамагнитные метки и зонды.
66. Ядерный магнитный резонанс. Химический сдвиг в спектрах ЯМР.
V. Ионизирующие излучения. Основы дозиметрии.
67. Рентгеновское излучение. Возникновение тормозного рентгеновского излучения, его спектр и коротковолновая граница.
68. Устройство рентгеновских трубок. Регулировка жесткости и интенсивности рентгеновского излучения.
69. Возникновение характеристического излучения. Его спектр. Закон Мозли.
70. Первичные механизмы взаимодействия рентгеновского излучения с веществом (когерентное рассеяние, некогерен
71. тное рассеяние, фотоэффект).
72. Закон ослабления потока рентгеновского излучения веществом. Слой половинного ослабления. Показатели ослабления и поглощения рентгеновских лучей. Защита от рентгеновского излучения.
73. Зависимость показателя поглощения рентгеновских лучей от свойств вещества и длины волны. Физические основы рентгенодиагностики. Специальные методы рентгенодиагностики (применение контрастных веществ, флюорография, использование телевизионных систем). Принципы рентгеновской компьютерной томографии.
74. Достоинства и недостатки основных современных методов получения изображений органов и тканей: ультразвуковых, тепловизионных, рентгеновских компьютерных и ЯМР методов.
75. Радиоактивный распад, его виды. Энергетические спектры частиц и гамма-квантов, возникающих при распаде. Примеры распада радионуклидов, определяющих основной характер радиоактивного заражения после Чернобыльской катастрофы.
76. Основной закон радиоактивного распада. Постоянная распада, период полураспада, средняя продолжительность жизни радионуклидов и связь между ними.
77. Активность. Единицы измерения активности. Удельная массовая, объемная и поверхностная активность. Связь активности радионуклидов и их массы.