Основы биоакустики. Ультразвук и его применение в медицине презентация

Содержание

ПРЕДМЕТ МЕДИЦИНСКОЙ ФИЗИКИ И БИОФИЗИКИ

Слайд 1ЛЕКЦИЯ №1-2
ПРЕДМЕТ МЕДИЦИНСКОЙ ФИЗИКИ И БИОФИЗИКИ
ОСНОВЫ БИОАКУСТИКИ. УЛЬТРАЗВУК И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

В МЕДИЦИНЕ

Слайд 2ПРЕДМЕТ МЕДИЦИНСКОЙ ФИЗИКИ И БИОФИЗИКИ


Слайд 3Биофизика как самостоятельная наука возникла в середине 20 столетия.
В биофизике изучаются

процессы, происходящие в живых организмах, с помощью современных физических методов (люминесцентный анализ, электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, радиоспектроскопия электронного парамагнитного резонанса и ядерного магнитного резонанса и т.д.)

Слайд 4Медицинская физика – раздел медицины, который изучает физические и биофизические основы

медицинской аппаратуры (применение физических факторов в диагностике, терапии и хирургии; принципы устройства и работы медицинских приборов).

В соответствие с основными документами, регламентирующими подготовку врача в медицинских ВУЗах (ОПП и ОПХ), после изучения медицинской физики и биофизики студент должен уметь:
Давать характеристику процессам жизнедеятельности в организме человека на основе понятий, принципов и законов физики;
Характеризовать действие физических факторов/полей окружающей среды на организм человека;
Объяснять основы медицинской аппаратуры.


Слайд 7
Гармонические колебания - простейший вид колебаний, которые осуществляются по закону синуса

(косинуса), т.е. их графиком служит синусоида (косинусоида), а в их уравнение входит функция синус (косинус).

S

Негармонические колебания не осуществляются по закону синуса или косинуса.

S

Синусоида описывает изменение смещения колеблющегося тела от положения равновесия во времени, а не тело движется по синусоиде!


Слайд 9ПАРАМЕТРЫ КОЛЕБАНИЙ
1. Амплитуда колебаний (А) – это максимальное смещение колеблющегося

тела от положения равновесия. Измеряется в метрах.

S

S

амплитуда постоянна

амплитуда уменьшается во времени

2. Период колебания (T) – время одного полного колебания. Единицей измерения периода является секунда.


Слайд 10ПАРАМЕТРЫ КОЛЕБАНИЙ
4. Фаза (φ )- свойство колебательного движения, которое характеризует

положение колеблющегося тела в любой момент времени в радианах.

5. Угловая скорость, или круговая частота колебаний ( ω) – число радиан, пройденных колеблющимся телом за единицу времени. Измеряется в рад/с.

3. Линейная частота колебаний (ν) - число колебаний в единицу времени. Измеряется в Герцах.

Частота и период – физические величины, обратные друг другу.


Слайд 12
СВОБОДНЫЕ ЗАТУХАЮЩИЕ ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

Коэффициент

затухания (β) – величина, являющаяся мерой снижения амплитуды колебаний в единицу времени.

Уравнение свободных затухающих гармонических колебаний


Слайд 15Резонанс («отклик») – увеличение амплитуды колебаний под действием вынуждающей силы.

Для любого тела с частотой собственных колебаний существует набор резонансных частот вынуждающей силы. Это связано с влиянием коэффициента затухания на колебательный процесс.
Максимальная амплитуда может быть достигнута при условиях:
Малого коэффициента затухания колебаний,
Совпадении частот вынуждающей силы и собственных колебаний тела.

Слайд 16РЕЗОНАНС
вредное явление (например, его нужно учитывать, проектируя мосты, с ним связано

вредное действие инфразвука и вибрации )

полезное явление (например, при получении ультразвука или других вынужденных колебаний)

СОБСТВЕННЫЕ (РЕЗОНАНСНЫЕ) ЧАСТОТЫ НЕКОТОРЫХ ЧАСТЕЙ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

• 20-30 Гц (резонанс головы) • 40-100 Гц (резонанс глаз) • 0,5-13 Гц (резонанс вестибулярного аппарата) • 4-6 Гц (резонанс сердца) • 2-3 Гц (резонанс желудка) • 2-4 Гц (резонанс кишечника)

Для уменьшения резонанса применяют демпферы – устройства или вещества, увеличивающие коэффициент затухания колебаний.
Хорошие демпферные свойства биологических тканей защищают органы от повреждений при воздействии инфразвука и вибрации достаточно большой амплитуды.
Однако функциональные нарушения могут возникать и под влиянием инфразвука и вибрации даже небольшой амплитуды в связи с наличием резонансных частот у органов.


Слайд 19





УРАВНЕНИЕ ПЛОСКОЙ ВОЛНЫ


0
Х
х
ЗВУК– механическая продольная волна.
Скорость распространения зависит от плотности среды

и температуры

Как и для света (электромагнитная волна) для звука характерны явления: 1. интерференции и 2. дифракции
Звуки, как и свет, могут отражаться от границы раздела двух сред и проходить во вторую среду, преломляясь, то есть изменяя направление.


Слайд 20КЛАССИФИКАЦИЯ ЗВУКОВ


Слайд 21АКУСТИЧЕСКИЙ СПЕКТР ЗВУКА -
диаграмма, отражающая частоту тонов, входящих в состав

звука, и соответствующие им интенсивности.

сплошной


основной

обертоны



Слайд 26Такой логарифмической шкале соответствует закон Вебера-Фехнера, который связывает громкость звука с

интенсивностью звукового раздражения: если интенсивность звука (раздражения) І изменяется в геометрической прогрессии (І , І 2, І 3 …), то сила соответствующего звукового ощущения Е изменяется в арифметической прогрессии (Е , 2.Е, 3.Е …) .


Интенсивность звука часто выражают в логарифмических единицах, называя подученную величину уровнем интенсивности (L):

Е - громкость звука

k – коэффициент пропорциональности для звуков разных частот
k=1 (условно) для звука 1000 Гц

I – интенсивность любого звука

I0 – пороговая интенсивность (порог слышимости)
1Белл=10 децибелл (дБ)

k<1 – для звуков менее слышимых, чем 1000 Гц; k>1 для более слышимых звуков


Слайд 27По ординате – уровень интенсивности звуков (дБ)
КРИВЫЕ РАВНОЙ ГРОМКОСТИ
По абсциссе –

частота звуков (Гц)

Каждая кривая соответствует определённой громкости звуков разных частот (фоны)

Для звуков частотой 1000 Гц шкала в фонах совпадает со шкалой в дБ.

Поднятие каждой кривой выше уровня прохождения кривой для 1000 Гц, означает уменьшенную чувствительность слуха к звукам этих частот.

Опускание каждой кривой ниже уровня прохождения кривой для 1000 Гц, означает повышенную чувствительность слуха к звукам этих частот.





Слайд 31ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО УХА
колебание основания улитки под воздействием звуков высокой частоты.
Звуки

вызывают в улитке колебания кортиева органа. В нём расположены волосковые рецепторные клетки, чувствительные к механическому воздействию и преобразующие его в нервный (электрический) импульс.

Слайд 321. Шёпотной речью;
2. с помощью камертонов;
3. с

помощью аудиометра.

Аудиометр – прибор, генерирующий электрические колебания разных частот с регулируемой интенсивностью.

От аудиометра колебания передаются обследуемому через наушники, в которых они преобразуются в звуки (простые тоны).

Определяют пороги слышимости (минимальные интенсивности, вызывающие слуховые ощущения) звуков различных частот для каждого уха и получают аудиограмму.


Слайд 331. АУСКУЛЬТАЦИЯ – выслушивание звуков, возникающих при дыхании и работе сердца

или других внутренних органов.

4. ФОНОКАРДИОГРАФИЯ - запись звуков,
возникающих
при работе сердца.

3. ПЕРКУССИЯ -выстукивание, изучение положения и состояния внутренних органов по отраженному звуку.

2. АКУСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ КРОВИ -прослушивание тонов Короткова.

ЗВУКОВЫЕ МЕТОДЫ В МЕДИЦИНЕ

- это методы, в которых звук несёт информацию об определённых внутренних процессах.


Слайд 34УЛЬТРАЗВУК И СПОСОБЫ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Ультразвук – упругая продольная механическая волна частотой

больше 20 000 Гц. Может иметь высокую интенсивность за счёт того, что она прямо пропорциональна частоте волны в квадрате.

Обратный пьезоэлектрический эффект – возникновение ультразвука (свыше 200 кГц) при воздействии на пьезокристалл переменным электрическим полем

Магнитострикционный метод - возникновение ультразвука (до 200 кГц) при воздействии на ферромагнетик переменным магнитным полем

Способы получения ультразвука:


Слайд 45Спасибо за внимание!


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика