МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів
Контакти
Тлумачний словник Авто Автоматизація Архітектура Астрономія Аудит Біологія Будівництво Бухгалтерія Винахідництво Виробництво Військова справа Генетика Географія Геологія Господарство Держава Дім Екологія Економетрика Економіка Електроніка Журналістика та ЗМІ Зв'язок Іноземні мови Інформатика Історія Комп'ютери Креслення Кулінарія Культура Лексикологія Література Логіка Маркетинг Математика Машинобудування Медицина Менеджмент Метали і Зварювання Механіка Мистецтво Музика Населення Освіта Охорона безпеки життя Охорона Праці Педагогіка Політика Право Програмування Промисловість Психологія Радіо Регилия Соціологія Спорт Стандартизація Технології Торгівля Туризм Фізика Фізіологія Філософія Фінанси Хімія Юриспунденкция |
|
|||||||
Викладання фізики Національного педагогічного університету ім. М.П. Драгоманова.Медична і біологічна фізика Підручник для студентів вищих медичних Закладів освіти III - IV рівнів акредитації. Автори: О.В. Чалий - член-кореспондент АПН України, доктор фізико-математичних Наук, професор, завідувач кафедри медичної і біологічної фізики Національного медичного університету імені О.О. Богомольця; Б.Т. Агапов - доктор біологічних наук, доцент; А.В. Меленєвська - кандидат біологічних наук, доцент; М.І. Мурашко - кандидат технічних наук, доцент; Н.Ф. Радченко - кандидат хімічних наук, доцент; Н.В. Стучинська - кандидат фізико-математичних наук, доцент; Я.В. Цехмістер - кандидат фізико-математичних наук, доцент. У підручнику викладені найважливіші аспекти медичної і біологічної фізики, медичної апаратури, математичної обробки медико-біологічної інформації та застосувань комп'ютерів у медицині. Містить лабораторні і практичні роботи, приклади розв'язків основних типів задач. Структура і зміст підручника повністю адаптовані до вимог нової програми з медичної і біологічної фізики, яка затверджена Міністерством охорони здоров'я України. Книга призначається перш за все для студентів вищих медичних закладів освіти III - IV рівнів акредитації, а також викладачів, науковців і всіх, хто цікавиться сучасною медичною та біологічною фізикою. Рецензенти: Л.А. Булавін — член-кореспондент НАН України, професор, декан фізичного факультету Київського Національного університету ім. Т. Шевченка; В.М. Сисоєв — професор кафедри молекулярної фізики Київського Національного університету ім. Т. Шевченка; Ю.С. Сіиекоп - професор, завідувач кафедри фізичної і біомедичної електроніки Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут"; М.І. Шут - член-кореспондент АПН України, професор, завідувач кафедри методики викладання фізики Національного педагогічного університету ім. М.П. Драгоманова. ПЕРЕДМОВА Сучасний етап розвитку вищої медичної освіти висуває нові вимоги до змісту, методики та організації викладання багатьох дисциплін у вищому медичному закладі. Це повною мірою стосується викладання дисципліни "Біофізика, інформатика і медична аппаратура". Останнім часом багато досягнень медицини значною мірою пов'язані з успіхами фізики, біології, комп'ютерної техніки та інформатики, медичного приладобудування. Ця важлива обставина викликає необхідність одержання студентами вищих медичних навчальних закладів України загальних і спеціальних знань в галузі медичної і біологічної фізики. На жаль, досі не існувало україномовного підручника з медичної і біологічної фізики для студентів вищих медичних закладів України, в якому в досить простій і водночас стислій формі подавалися б ті питання, що містяться в затвердженій Головним управлінням навчальних закладів МОЗ України програмі дисципліни "Біофізика, інформатика і медична аппаратура". Підручник, що пропонується, має своєю метою саме ліквідувати цей недолік. Основу для нього складають лекції та лабораторний практикум, що викладалися протягом багатьох років для студентів Київського медичного інституту - нині Національного медичного університету імені О.О. Богомольця. Слід зауважити, що при плануванні змісту цього підручника був врахований той факт, що в 1993 році у видавництві "Вища школа" вийшов українською мовою підручник "Основи інформатики" (автори - О.В. Чалий, В.А. Дяков, 1.1. Хаїмзон) для студентів вищих медичних навчальних закладів України. Саме цей підручник разом з тим, що тримає в своїх руках наш шановний читач, становлять ту необхідну основу, на якій студенти вищих медичних навчальних закладів України мають опанувати складну та водночас дуже цікаву і важливу для освіти лікаря XXI століття дисципліну "Біофізика, інформатика і медична аппаратура".
РОЗДІЛ 1. БІОМЕХАНІКА, БІОРЕОЛОГІЯ ТА ГЕМОДИНАМІКА
"Механічний рух у тілі тварини підпорядковується тим самим законам, що і рух тіл неживих, і тому очевидно, що питання про те, яким саме чином і у якій мірі рух крові по судинах залежить від м 'язових та пружних сил серця і судин, зводиться до проблем, які належать до вузько спеціальних розділів гідравліки". Томас Юнг
Біологічні тканини складні за своєю будовою, неоднорідні за своїм складом, їх структура і властивості визначаються тими функціями, які вони виконують в живих організмах. В морфології виділяють декілька типів тканин -епітеліальну, тканини внутрішнього середовища (кров і лімфу), сполучну, м'язову, нервову. Всі вони, як правило, мають клітинну будову, складну структуру, і всім цим тканинам притаманний механічний рух у тій чи іншій мірі, починаючи з внутрішньоклітинних мікрорухів скорочувальних білкових ниток до макрорухів окремих органів та систем. Деякі з тканин призначені для виконання опорно-рухової функції і в процесі життєдіяльності підлягають значним механічним навантаженням. Різні форми механічного руху в живих системах вивчає біомеханіка, основи якої як науки про закони механічних рухів у біологічних системах започатковані за часів Арістотеля, Леонардо да Вінчі, Бореллі, Галілея, Декарта, Гука, Ейлера, Бернуллі, Юнга, Гельм-гольця, Пуазейля та ін. (Зауважимо, що останні четверо були професорами медицини). При вивченні деяких механічних властивостей біологічних тканин зручно уявляти їх у вигляді суцільних середовищ, не розглядаючи їх мікроструктуру і абстрагуючись від їх клітинної будови. Середовище може розглядатися як суцільне, якщо відстані, на яких змінюються його усереднені властивості (наприклад, густина, в'язкість тощо), значно перевищують розміри частинок (у нашому випадку -клітин, формених елементів), з яких складається середовище. У цьому випадку реальну тканину можна поділити на ряд елементарних об'ємів, розміри яких значно перевищують розміри клітини, і до кожного з них застосовувати закони механіки з метою описання різних механічних явищ, таких як плин чи деформація середовища. Розділ механіки, що вивчає плин і деформацію суцільних середовищ, зветься реологією. Вивчення цих рухів у біологічних системах становить задачу біореології. Розглянемо деякі важливі поняття реології. Виділимо у суцільному середовищі елементарний об'єм ΔV з масою Am. Сили F, що діють у суцільному середовищі, можна віднести до одиниці маси (об'єму) чи одиниці площі поверхні. Позначимо силу, що діє на одиницю маси речовини, через f = F/Δm; аналогічним способом визначається і величина сили, що діє на одиницю об'ємуf=F/ΔV - так звана об'ємна сила. Наприклад, об'ємні сили інерції і тяжіння відповідно дорівнюють f= Δm -a/ΔV = ρ -a; f = Δm -g/ΔV= ρ*g. З цих виразів випливає, що величини об'ємних сил не залежать від розмірів і мас тіл, а визначаються лише усередненими властивостями тіл (густиною ρ) і характеристиками їх механічного руху (прискоренням а). Вони діють одночасно на всі елементарні об'єми речовини, їх зручно використовувати для опису плину і деформації реальних суцільних середовищ. Так, наприклад, використання цих сил дозволяє в зручній формі записати рівняння руху різних рідин, в тому числі і крові. (Слід підкреслити, що описуючи рух суцільних середовищ, використовують не лише об'ємні сили, а й об'ємну густину енергії w = ΔW/ΔV, яка характеризує величину енергії, що припадає на одиницю об'єму). Різні ділянки середовища можуть взаємодіяти між собою по поверхнях розділу, в цьому випадку зручно користуватися поверхневими силами, тобто силами, що діють на одиницю площі поверхні. Нехай дві ділянки тіла І і II межують між собою поверхнею АВ (мал. 1.1).
Мал. 1.1. Сили, які діють на поверхні розділу середовищ. Виділимо на поверхні АВ малу площу dS, на яку під деяким кутом до нормалі діє сила dF (мал. 1.1 а). У цьому випадку характеристикою поверхневих сил є величина напруження а, яка дорівнює силі, що діє на одиницю площі: а = dF/dS [Ж/и2]. Зручно ввести дві складові а по відношенню до вектора п нормалі до елемента поверхні dS: нормальну складову ап, що діє перпендикулярно до площини, і тангенціальну ап спрямовану по дотичній до поверхні dS (мал. 1.16). Саме перша складова містить в собі скалярну величину - тиск Р, що дорівнює відношенню величини сили до величини площі поверхні: Р = F/S. Іншим прикладом дії поверхневих сил є явище поверхневого натягу, яке характеризується коефіцієнтом поверхневого натягу а. Цей коефіцієнт чисельно дорівнює силі dF, яка діє на одиницю довжини довільного контура dL на поверхні і спрямована по дотичній до поверхні (мал 1.1 в): а= =dF/dL[H/M]. Поверхневі сили використовують для опису явищ деформації, плину в'язких середовищ, пластичності, повзучості, поверхневого натягу тощо, які спостерігаються при функціонуванні біологічних тканин. 1.1. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БІОЛОГІЧНИХ ТКАНИН Розглянемо найважливіші механічні властивості біологічних тканин, завдяки яким здійснюються різноманітні механічні явища - такі як функціонування опорно-рухового апарата, процеси деформацій тканин і клітин, розповсюдження хвиль пружної деформації, скорочення і розслаблення м'язів, рух рідких і газоподібних біологічних середовищ. Серед цих властивостей виділяють: · пружність - здатність тіл відновлювати розміри (форму чи об'єм) після зняття навантажень; · жорсткість - здатність матеріалу протидіяти зовнішнім навантаженням; · еластичність — здатність матеріалу змінювати розміри під дією зовнішніх навантажень; · міцність - здатність тіл протидіяти руйнуванню під дією зовнішніх сил; · пластичність - здатність тіл зберігати (повністю або частково) зміну розмірів після зняття навантажень; · крихкість - здатність матеріалу руйнуватися без утворення помітних залишкових деформацій; · в'язкість - динамічна властивість, яка характеризує здатність тіла протидіяти зміні його форми при дії тангенціальних напружень; · плинність — динамічна властивість середовища, яка характеризує здатність окремих його шарів переміщуватись з деякою швидкістю у просторі відносно інших шарів цього середовища. · Читайте також:
|
||||||||
|