Фізика методичка

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. М.І.ПИРОГОВА

"Затверджено" на методичній нараді кафедри медбіофізики Завідувач кафедри Професор

І.І. Хаїмзон 29.08.2011 р.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДО ТЕМИ ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ДІЇ ПОСТІЙНОГО, ЗМІННОГО ТА ІМПУЛЬСНОГО СТРУМІВ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ. ЕКВІВАЛЕНТНІ ЕЛЕКТРИЧНІ СХЕМИ БІОТКАНИН. МЕХАНІЗМ ДІЇ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ НА БІОТКАНИНИ. ІМПЕДАНС Навчальна дисципліна Модуль №3 Змістовий модуль №6 Тема заняття №13.1

Курс Факультет

Медична і біологічна фізика Основи медичної біофізики Електродинаміка, її медичне застосування. Основи медичної апаратури Фізичні основи дії постійного, змінного та імпульсного струмів на організм людини. Еквівалентні електричні схеми біотканин. Механізм дії електричного поля на біотканини. Імпеданс. (Семінар) 1 Медичний №1

Вінниця-2011

І. ТЕМA №13.1: ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ДІЇ ПОСТІЙНОГО, ЗМІННОГО ТА ІМПУЛЬСНОГО СТРУМІВ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ. ЕКВІВАЛЕНТНІ ЕЛЕКТРИЧНІ СХЕМИ БІОТКАНИН. МЕХАНІЗМ ДІЇ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ НА БІОТКАНИНИ. ІМПЕДАНС. Семінар Актуальність теми: Усі біологічні об’єкти проявляють при дії на них постійного чи змінного електричних полів електропровідні та діелектричні властивості. Цитоплазма клітин, кров, лімфа та інші біологічні рідини є порівняно хорошими провідниками електричного струму. Мембрани клітин, епідерміс шкіри, кістки, різноманітні біополімери і деякі інші речовини організму, навпаки, дуже погано проводять або майже не проводять електричний струм, тобто поводять себе як діелектрики (ізолятори). Електричні властивості біооб'єктів є пасивними іоцінюються електропровідністю, діелектричною проникністю, тангенсом кута діелектричних втрат, повним опором (імпедансом) та іншими. Ці параметри залежать від фізіологічного стану організму і використовуються в медичній практиці для діагностики кровонаповнення серцево-судинної системи та капілярної мережі легенів, нирок, кінцівок і т.д., а також для контролю життєздатності консервованих трансплантантів (шкіри, кісток, рогівок, крові та інших). Імпульсні струми використовують для електростимуляції. Перевага методів електротерапії в імпульсному режимі полягає в більш вираженій специфічності впливу, більшому терапевтичному ефекті, меншому навантаженні на організм, вибірковому впливові на патологічне вогнище, глибокому прониканні лікувального агента і меншому звиканні тканин і систем організму. Імпульсний режим електротерапії дає змогу уникнути енергетичних перевантажень організму з негативними реакціями серцевосудинної, нервової, ендокринної та інших систем, розширює можливості її застосування. ІІ. НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Знати: − Які процеси відбуваються в організмі людини при протіканні через тканини постійного струму; − Які процеси відбуваються в організмі людини при протіканні через тканини змінногоструму; − Які процеси відбуваються в організмі людини при протіканні через тканиниімпульсного струму. Вміти: − Використовувати сучасні клінічні методи, що базуються на дії постійного, змінного та імпульсного струмів на організм людини.

ІІІ. МІЖДИСЦИПЛІНАРНА ІНТЕГРАЦІЯ Назва попередніх дисциплін Отримані базові знання Курс фізики в обсязі програми 1. Поняття електричного струму. для загальноосвітньої школи.

2. Поняття сили струму. ІV. ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИХІДНОГО РІВНЯ ЗНАНЬ − Електричний струм – це впорядкований (напрямлений рух) електричних зарядів. − Сила струму– величина, що характеризує швидкість перенесення заряду частинками, які створюють струм, через поперечний переріз: I=

q t

.

− Постійний струм – це струм, у якого величина (амплітуда) і напрям з часом не змінюються. − Змінний струм – це струм, у якого величина (амплітуда) і напрям з часом змінюються. − Напруга визначає роботу, яку виконує електричне поле під час переміщення заряду величиною 1 Кл на ділянці кола (між двома його точками): − Опір - це величина, яка характеризує протидію проходженню електричному струму в провіднику.

V. САМОСТІЙНА РОБОТА СТУДЕНТІВ 5.1. Нові терміни: − Вільні іони біологічних електролітів під дією зовнішнього електричного поля переміщуються направлено, утворюючи струми провідності. − Поляризація – процес орієнтації диполів або поява цих диполів під дією зовнішнього електричного поля. − Види поляризації:  Електронна поляризація;  Дипольна поляризація;  Іонна поляризація;  Макроструктурна поляризація;  Структурна поляризація;  Електролітична поляризація.

− Аероіонотерапія – лікувальна методика, що використовує легкі негативні аероіони для позитивної дії на організм людини; − Клінічні методи, що використовують дію постійного струму на тканини організму:  Гальванізація – лікувальна методика, за допомогою якої на біооб’єкт діють постійним струмом малої сили (декілька mА)  Електрофорез – локальне введення лікарських препаратів під дією постійного електричного струму. − Імпеданс – повний опір тканини при змінному струмі; − Дисперсія імпедансу – залежність імпедансу від частоти: ; − Реографія – діагностичний метод, за допомогою якого реєструються зміни імпедансу тканин в процесі серцево-судинної діяльності; − Електростимуляція – це застосування електричного струму(найчастіше імпульсного) для збудження тканин і органів; − Акомодація – здатність тканини реагувати на зміну значення тривалості фронту імпульсу; − Лабільність тканини – це оптимальна реакція тканини тільки в певному інтервалі частоти імпульсного струму.

5.2. Теоретичні питання до заняття: 1) Електричні властивості біооб’єктів. Електропровідність електролітів. Струми провідності.

2) Діелектричні властивості біооб’єктів. Поляризація. Види поляризація.

3) Фізичні основи електропровідності тканин при постійному електричному струмі. Закон Ома при протіканні постійного струму через біооб’єкти.

4) Дія атмосферного електричного поля Землі на біооб’єкти. Аероіони. Аероіонотерапія: франклінізація, люстра Чижевського.

5) Клінічні методи, що використовують дію постійного струму на тканини організму: гальванізація, електрофорез.

6) Електропровідність тканин при змінному струмі. Еквівалентні електричні схеми тканин при змінному струмі.

7) Імпеданс. Дисперсія імпедансу. Використання дисперсії імпедансу в медичній практиці для оцінки життєздатності тканин. Коефіцієнт поляризації.

8) Фізичні основи реографії.

9) Імпульсні струми. Характеристики імпульсних струмів. Прямокутні імпульси.

10) Дія електричних імпульсів на тканини і органи. Рівняння ВейсаЛапіка. Електрофізіологічні показники: реобаза, хронаксія, акомодація, лабільність.

11) Електростимуляція органів і тканин. Кардіостимулятори.

5.3. Література 1. Чалий О.В. Медична і біологічна фізика. – К.: Книга плюс, 2005.

2. Ємчик Л.Ф., Кміт Я.М. Медична і біологічна фізика. – Л.: Світ, 2003.

3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. М.: Дрофа, 2005.

4. Сайт кафедри МБФ ВНМУ ім. М.І.Пирогова.

5. Конспект лекцій.

VІ. − − −

АУДИТОРНА РОБОТА Розгляд питань в процесі опитування. Розв’язування типових задач. Тестовий контроль знань і умінь.