Медична і біологічна фізика Під загальною редакцією член-кореспондента АПН України, професора О.В.Чалого. - презентация

1

2 Медична і біологічна фізика Під загальною редакцією член-кореспондента АПН України, професора О.В.Чалого

3 Роботу виконала учениця 11-А класу І групи УМЛ НМУ ім. О.О.Богомольця Литовчак Іванна Володимирівна під керівництвом Лялько Віри Іванівни

4 ПЛАН 1.Електронна медична апаратураЕлектронна медична апаратура 2.Робота з фізіотерапевтивчною апаратуроюРобота з фізіотерапевтивчною апаратурою 3.Робота з електрокардіографом ЕКСПЧТ-4Робота з електрокардіографом ЕКСПЧТ-4 4.Робота з реографом РГЧ-01Робота з реографом РГЧ-01

5 Презентація на тему: Медична і біологічна фізика І том, розділ 5 - Електронна медична апаратура

6 План: Елекотронна медична апаратура; Доцільність поглибленної підготовки студентів-медиків в області сучасної медичної апаратури; Доцільність поглибленної підготовки студентів-медиків в області сучасної медичної апаратури; Загальні відомості про електронну медичну апаратуру (ЕМА); Класифікація електронної медичної апаратури; Діагностична електронна медична апаратура; Фізіотерапевтична електрона медична апаратура; Використання електронної техніки в галузях медичної науки і практики; Використання електронної техніки в галузях медичної науки і практики; Класифікація за джерелами живлення; Правила безпеки.

7 Електронна медична апаратура – один з основних розділів дисципліни Біофізика, інформатика і медична апаратура. В цьому розділі, Біофізика, інформатика і медична апаратура, студенти знайомляться з принципами роботи медапаратури. Та ще низка питань стосовно медапаратури викладаються в таких дисциплінах, які Факультетська терапія з фізіотерапією, Променева діагностіка і променева терапія, Радіаційна медицина, Клінічна лабороторна діагностика та в деяких інших. ПЛАН

8 Доцільність поглибленної підготовки студентів- медиків в області сучасної медичної апаратури випливає з таких факторів: Кількість спеціалістів, діяльність яких пов язана з медапаратурою і які працюють в медичних лікувальних закладах в розвинутих країнах, становить приблизно 20-30% від загального числамедичних робітников. У нас ця цифра значно меньша. Швидко зростає кількість і якість січасних медичних приладів, які використовуються при діагностиці, лікуванні та профілактиці раізних захворювань. Прикро, але випускники вищіх медичних навчальних закладів України ще слабо юявлять собі можливості і напрямки використання сучасних електричнних медичних апаратів і систем. Зростає увага різних закордонних і вітчизняних, комерційних і некомерційних організацій до діяльності, пов язаною з використанням сучасної медичної техніки. Велика увага приділяється проблемам медичної техніки (біомедичної інженерії ) вченим в різних країнах. Про це говорить принаймі той факт, що існує Всесвітня федерація медичної і біологічної інженерії, яка кожного року проводить міжнародні симпозіуми, а раз на три роки – Всесвітні конгреси з медичної фізики і біомедичної інженерії. ПЛАН

9 Загальні відомості про електронну медичну апаратуру (ЕМА) Медична електроніка – галузь науки і техніки, яка використовує електроніку, її принципи, методи і прилади для розв язання медичних задач. ПЛАН

10 Класифікація електронної медичної апаратури Узагальнюючи досвід застосування електроніки в медицині, можна сказати, що вона, в основному,використовується для розв язання таких задач: Отримання первинної медичної інформації; Обробки й автоматичного аналізу отриманої первинної інформації; Створення силових полів для впливу на організм, у тому числі й отримання адекватних подразників; Моделювання процесів, які відбуваються в організмі; Автоматичне управління органами і системами, протезування органів і систем, слідкування за функціональним станом організму пациента. ПЛАН

11 Діагностична електронна медична апаратура призанається для: Реєстрації біопотенціалів; Реєстрація неелектричних величин; Передачі медичної інформації на відстані; Отримання рентгеноконтрастних зображень; Ультразвукового сканування органів і тканин; Радіоізотопного дослідження функцій органів і систем. ПЛАН

12 Фізіотерапевтична електрона медична апаратура Можна виділити такі типи фізіотерапевтичної апаратури: Апаратура, в якій використовується дія постійного поля; Низькочастотна ЕМА (частоти до 20 кГц); Високочастотна ЕМА (частота 70 кГц – 30 МГц); Ультрачастотна ЕМА (частота 30 – 300 МГц); Надвисокочастотна і крайньовисокочастотна ЕМА (частота понад 300 МГц). ПЛАН

13 Електрона техніка широко використовується також в інших галузях медичної науки і практики: В експерементальній медицині і наукових дослідженнях; В організації охорони здоров я і профілактичній медицині; У навчальному процесі. ПЛАН

14 Техніка безпеки Захист досягається дотриманням трьох основних вимог: Правильною конструкцією апарату, яка гарантує безумовну безпеку; Використанням спеціальних засобів зовнішнього захисту, які забезпечують умовну безпеку; Вказівкою умов, за яких робота з обладнанням є безпечною. ПЛАН

15 За способом захисту персонала і паціента від електроудару і електротравми все медичне устаткування, яке використовує зовнішне живлення, ділиться на пять класів (окремо виділяється устаткування з внутрішніми джерелами живлення, наприклад, батареями). ПЛАН

16 Клас 0 Апаратура має тільки один основний захист (ізоляцію) : це – побутова апаратура, а також апаратура, що використовується для господарських потреб медичних закладів, вона не презначена для безпосередньої роботи з паціентом. ПЛАН

17 Клас І Апаратура, котра, крім основного захисту, має додатковий у вигляді заземлення, яке здійснюється одночасно із вмиканням приладу в мережу за допомогою вилки з провідником заземлення. ПЛАН

18 Клас 0І Апаратура класу 0 і І, яка має спеціальну клему для заземлення приладу окремим провідником. ПЛАН

19 Клас ІІ Апаратура цього класу характеризується використанням, крім основної ізоляції, ще й додаткової – у вигляді посиленої ізоляції устаткування або його частин, які знаходяться під напругою, небезпечної для життя паціента та персоналу. Це устаткування не має захисного заземлення, але може мати клему для робочого заземлення з метою зменьшення шумів від мережі. ПЛАН

20 Клас ІІІ Апаратура цього класу характеризується низькою (не більше 24 В) напругою живлення, що є, поряд з основною ізоляцією, додатковою мірою захисту від електроудару, причиною якого може бути мережа. Це обладнання не має внутрішніх і зовнішніх кіл, у которих використовується висока напруга. Обладнення ІІІ класу, як правило, не заземлюється. ПЛАН

21 Правила безпеки 1.При підозрі неполадків під час підготовки приладу до роботи необхідно від єднати його від мережі. Несправний прилад катигорично забороняється використовувати ти експлуатувати. Підозра у несправності виникає при нестабільній роботі вимірювальних та індикаційних пристроїв, відсутньості або неможливості плавної регуляції приладу, виникнені підозрілих шумів, тріску, запахів тощо. ПЛАН

22 2. Перешкоди (шуми) не можна усувати, накладаючи додаткрвий електрод заземлення на паціента, оскільки при цьому можливий небезпечний витік струму крізь тіло пацієнта. Ймовірність такої загрози особливо велика при використанні декількох вимірювальних приладів; якщо таке заземлення все ж таки необхідне, то воно повинно бути єдиним (винятком є заземлення двома нейтральними електродами при діатермії). ПЛАН

23 3. Заземлення шляхом під єднання до труб опалення та водопроводу не можна вважати задавольним, оскільки завжди існує ймовірність, що в іншому приміщенні на цю ж трубу заземлено прилад із значним витоком струму, який може поширитися на пацієнта й обслуговуючий персонал. ПЛАН

24 4. Якщо одночасно використовується декілька приладів, вони повинні мати одну спільну точку заземлення. Не можна під єднувати прилади до землі послідовно, у цьму випадку утворюється петля заземлення, по якій циркулюють струми втрат. 5. Заміна патронів, вилок та інших з єднувачів повина виконуватись лише фахівцями, хоча на перший погляд ця робота здається досить простою. ПЛАН

25 6. Забороняється експлуатація приладів за умов, не вказаних в правилах їх використування. 7. Забороняється самостійно змінювати конструкцію апарата без дотримання умов його безпечної експлуатації. ПЛАН

26 Контрольні запитання: Для чого потрібно вивчення електронної медичної апаратури? Для чого потрібно вивчення електронної медичної апаратури? Що вивчає медична електроніка? Як класифікується електронна медична апаратура? Як класифікується електронна медична апаратура? Техніка безпеки. Правила безпеки.

27 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1 "РОБОТА З ФІЗІОТЕРАПЕВТИЧНОЮ АПАРАТУРОЮ"

28 План презентації Робота з УВЧ апаратом Ультразвуковий терапевтичний апарат Апарат для дарсонвалізації Іскра-1

29 Мета роботи Вивчити основи взаємодії ЕМП з БТ і набути навички роботи на деяких фізіотерапевтичних апаратах.

30 Робота з УВЧ-апаратом УВЧ-терапія - лікувальний метод, котрий використовує вплив електричного поля ультрависокої частоти (від ЗО до 300 МГц) на тканини організму. Лікувальний фактор. Біологічні тканини знаходяться в електричному полі конденсатора, обкладинки якого - ізо льовані пластини електродів. На ці пластини подається ви сокочастотна (V = МГц) напруга амплітудою декілька сотень вольт. Для уникнення електричного контакту паці єнта з електродами (і, як наслідок, виникнення УВЧ-струму провідності) електроди вкриті ізолюючим шаром діелектри ка. Основним діючим фактором при цьому є струми змі щення, що виникають у біологічних тканинах під впливом електричного поля змінної напруженості Е:

31 Робота з УВЧ-апаратом Механізм прогріву тканин. Струм зміщення існує, якщо напруженість електричного поля змінюється з часом. При збільшенні частоти (а, отже і швидкості зміни Е) струм зро стає. Величина струму зміщення суттєво залежить від типів зарядів, які знаходяться в електричному полі (іонів, дипо лів, мультиполів тощо), і особливостей їх поведінки у змін ному електричному полі. Прогрів електроліту. У змінному електричному полі напруженості Е іони електролітів зміщуються у напрямку дії кулонівської сили F= q*E. Якщо вважати, що сила, так само як і напруженість, змінюється за гармонічним законом, то можна припустити, що іон здійснює коливально-поступальний рух відносно положення рівноваги (див. мал. 5.4).

32 Малюнок 5.4 F F F q ω ω0ω0 q q q (ω) a)б)б)

33 Робота з УВЧ-апаратом Кінетична енергія коливальної системи W k (іон + гідратна оболонка) залежить від частоти й амплітуди коливань (W k ~ ω 2 А 2 ), величина амплітуди коливання А залежить від Е, ω, маси системи та в'язкості середовища. Врахувавши, що кінетична енергія одиниці об'єму рідини дорівнює сумі енергій усіх частинок об'єму, можна показати, що кількість теплоти, яка була виділена в одиниці об'єму за одиницю часу, визначається за формулою: де п- концентрація іонів, к(ω) - коефіцієнт пропорційності. Із цієї формули видно, що результуючий ефект нагрівання залежить від частоти складним чином - при збільшенні ω, з одного боку, збільшується q пропорційно квадрату частоти ω 2 ; з другого боку, із збільшенням частоти зменшується амплітуда коливань і, як наслідок, зменшується кінетична енергія. Якісний аналіз показує, що W k набуває максимальне значення (мал. 5.4 б) у деякому інтервалі частот [ω 0 ± ω].

34 Робота з УВЧ-апаратом Прогрів діелектрика (вважаємо, що молекули діелектрика мають власний дипольний момент Р=q·l Полярні молекули (молекули води, білків, ліпідів тощо) у змінному електричному полі під впливом моменту сил М ~ РЕ здійснюють коливально-обертальний рух відносно осі, яка проходить через центр маси молекули (див. мал. 5.4а). Кінетична енергія системи у цьому випадку може бути оцінена за частотою обертання і моментом інерції молекули (точний розрахунок досить складний тому, що необхідно враховувати міжмолекулярні сили взаємодії). Приблизну величину для даного випадку можна оцінювати за струмами зміщення, які виникають у діелектрику за рахунок орієнта-ційних (коливально-обертальних) рухів диполя: де к - коефіцієнт пропорційності, тобто для діелектрика, який знаходиться в однорідному полі конденсатора, величина q визначається за формулою.

35 Теплота в УВЧ Прогрівання діелектрика буде залежати від амплітуди напруженості, діелектричних властивостей середовища та частоти. Кількісно залежність прогріву діелектрика від частоти описує крива, яка подібна до наведеної на мал. 5.4 б, але максимум зміщений в бік більш високих частот. Кількість виділеної теплоти в окремих структурах, ділянках тканини буде залежати від співвідношення об'ємів, які займають електроліти або дипольні діелектрики. Окрім теплового впливу на тканини, електричне УВЧ-поле чинить високоефективну специфічну дію на зміни певних біохімічних процесів у клітині за рахунок коливальної і коливально-обертальної дії на молекулярні структури, що в кінцевому результаті призводить до змін швидкості метаболічних реакцій і функцій клітинних структур і органів у цілому.

36 Апарат для УВЧ-терапії Спрощена схема приладу зображена на мал Основні частини приладу: ламповий генератор з контуром L К, С к, що налагоджений на частоту V= МГц, контур зворотного зв'язку L оз для керування роботою ламп. Потужність електричних коливань регулюється напругою на аноді ламп (перемикач П - "потужність" у блоці живлення (БЖ) змінює напругу на виході блоку живлення). При збільшенні анодної напруги змінюється амплітуда коливань у контурі генератора. Завдяки індуктивному зв'язку електромагнітні коливання через проміжний контур ПК передаються у контур пацієнта (L, С, С е ). Такий зв'язок забезпечує безпеку пацієнта по відношенню до низькочастотної напруги у колах генератора УВЧ.

37 Схема і вигляд УВЧ апарата УВЧ апарат

38 Апарат для УВЧ-терапії Контур пацієнта складається з котушки індуктивності Ь і змінної ємності С (перемикач - "налагодження"). В ємність контуру пацієнта входить також і міжелектродна ємність С е. Зняття максимальної потужності з контуру генератора досягається при виконанні умов резонансу, тобто при Ємність терапевтичного контуру або контуру пацієнта (КП) змінюється при кожній процедурі (у поле конденсатора вводяться різні частини тіла пацієнта). Змінюючи величину С, можна постійно підтримувати резонанс, при якому відбувається максимальна передача електромагнітної енергії контуру тканинам пацієнта.

39 Апарат для УВЧ-терапії Ступінь налагодження терапевтичного контуру у резонанс з коливальним контуром генератора визначається за яскравістю лампочки або за відхиленням стрілки індикатора на панелі приладу. Перемикачі керування потужністю (П - "потужність"), налагодження (С - "налагодження"), а також компенсатора падіння напруги кола живлення приладу ("мережа"), винесені на передню панель приладу. Зміна положення перемикача компенсатора змінює кількість витків у силовому трансформаторі і, відповідно, напругу на виході блока живлення.

40 Панель прилада УВЧ-66 1)Напруга; 3)Потужність; 4)Настройка.

41 Завдання 1. Вивчити будову апарата УВЧ-66 і підготувати його до роботи. Зовнішній вигляд передньої панелі апарата приведено намал. 5.6: 1) вмикач електричного кола і регулятор вхідної напруги; 2) кнопка індикації величини вхідної напруги; 3) регулятор потужності УВЧ-випромінювання; 4) регулятор налагодження кола пацієнта; 5) індикатор налагодження з червоним сектором для регулювання вхідної напруги. Увімкніть апарат у мережу. Натисніть кнопку індикації і регулятором вхідної напруги встановіть стрілку індикатора апарата в центрі червоного сектора. Прогрійте апарат протягом 3-5 хвилин. Встановіть по- гужність 70 Вт. Спочатку налагодьте апарат за максимальним відхиленням стрілки, перевірте налагодження за яскравістю розряду неонової лампочки.

42 Завдання 2. Дослідження зміни температури прогрівання дистильованої води і розчину електроліту в УБЧ-полі. Розташуйте між електродами апарата склянки з дистильованою водою і розчином кам'яної солі. Налагодьте апарат за максимальним відхиленням стрілки. Через кожні п'ять хвилин вимірюйте температуру води і розчину. Дані занесіть до таблиці. Примітка. Уважно слідкуйте за положенням стрілки індикатора у процесі прогріву. Резонанс в колі може порушуватись і потрібна постійна корекція. Час, хв Т°С дистиль. води Т°С розч. NaCl

43 Ультразвуковий терапевтичний апарат Механічні коливання з частотою, більшою 20 кГц, що розповсюджуються в пружних середовищах, називають ультразвуком (УЗ). УЗ хвиля являє собою процес розповсюдження коливань тиску або густини пружного середовища в часі і просторі. Гармонічну УЗ хвилю можна описати таким рівнянням: де А(х, t) - миттєве значення змінної величини (тиску або густини середовища) у деякій точці простору, А м - її амплітудне значення, х - координата точки, V - швидкість поширення УЗ-хвилі.

44 Біологічна і механічна дія ультразвуку Біологічна дія ультразвуку обумовлена комплексною дією механічних, теплових та фізико-хімічних факторів і залежить від інтенсивності і частоти УЗ-випромінювання. Механічна дія ультразвуку обумовлена деформаціями мікроструктур тканин при періодичних стисках і розтягах, що виникають при проходженні ультразвукової хвилі. Збільшення потужності ультразвуку призводить до деструкції (руйнування) тканин, виникнення значного перепаду тиску в мікрооб'ємі тканини може стати причиною виникнення мікропорожнин, розривів. Це явище відоме під назвою "кавітація". Кавітація супроводжується тепловим ефектом, дисоціацією макромолекул, активацією специфічних хімічних реакцій.

45 Тепловий ефкт ультразвуку Тепловий ефект ультразвуку обумовлений тим, що у біологічних тканинах відбувається процес поглинання акустичної енергії ультразвукової хвилі і перетворення її у теплову. Для зменшення теплового ефекту використовують імпульсне УЗ-випромінювання. Кількість теплоти, яка виділяється в одиниці об'єму тканини, дорівнює: де ρ - густина середовища, ω - частота, А м - амплітуда. Фізико-хімічна дія ультразвуку обумовлена активізацією деяких хімічних і біохімічних реакцій. Так, наприклад, дія ультразвуку прискорює реакції окислення і полімеризації. Ультразвук незначної потужності призводить до збільшення проникності клітинних мембран, активізує процеси обміну.

46 Використання ультразвуку Ультразвук частотою 800 кГц низької інтенсивності використовується у фізіотерапії. В хірургії сфокусоване від декількох джерел УЗ-випромінювання високої інтенсивності використовується для дроблення каменів у сечовому міхурі, руйнування злоякісних пухлин, розпилення і "зварювання" кісток. З діагностичною метою використовують УЗ-просвічування і УЗ-локацію. Ці методи базуються на відмінностях у ступені поглинання і відбивання ультразвукової хвилі тканинами з різними акустичними властивостями (густиною, пружністю).

47 Апарат УТП-1 Апарат УТП-1 - складається з генератора високої частоти (ГВЧ), який живить п'єзоелектричний перетворювач (кристал кварцу - КВ, що знаходиться між пластинами конденсатора). Перетворювач КВ перетворює високочастотні електричні коливання в ультразвукові. При збігові частоти ГВЧ і власної частоти коливань кварцу в резонаторі досягається найбільша інтенсивність ультразвукового випромінювання.

48 Модулятор Модулятор (ГМІ - генератор модульованих імпульсів) формує з напруги мережі імпульси негативної полярності, котрі закривають лампу генератора на деякий час, відповідно до положень покажчика "режим роботи" (безперервно, імпульсно - 10 мс, 4 мс).

49 Регулятор потужності змінює напругу на екрануючій сітці лампи і, як наслідок, амплітуду коливань в анодному контурі, а значить, і інтенсивність випромінювання УЗ. Процедурний годинник (ПГ) задає час роботи генератора, роз'єднуючи через певний час блок живлення (БЖ) і генератор. Величина УЗ тиску оцінюється за формулою: де рv - акустичний опір (р - густина, V швидкість поширення звуку в середовищі); I- інтенсивність звуку.

50 Завдання 1. Підготувати апарат до роботи. 1. Перевірити заземлення апарата. 2. Встановити ручки управління апаратом у такі положення: – - "компенсатор мережі" - Вимк., – - "інтенсивність" - 0, – - "процедурний годинник" - 0, – - "площа випромінювання" - 4 см 2, – - "режим роботи" - безперервно. 3. Переконатись (не виймаючи випромінювач з горловини вимірювача), що під поверхнею кристалу відсутні повітряні бульбашки. 4. Ручкою "компенсатор мережі" увімкнути прилад в мережу і встановити стрілку в червоний сектор. Дати можливість прогрітися приладу 5-10 хв.

51 Завдання 2. Виміряти потужність ультразвукового випромінювання апарата УТП-1 за допомогою вимірювача потужності ІМУ-3. Вимірювач потужності ІМУ-3 (мал. 5.8) використовується для УЗ-випромінювання певної потужності. Чутливий елемент випромінювача (поплавок пружинних терезів) відхиляється під дією тиску, створеного ультразвуковими механічними коливаннями кварцового резонатора.

52 Вимірювач потужності ІМУ-3

53 Послідовність вимірювання потужності: 1. Перевірити рівень води за відповідною міткою. 2. Розаретувати прилад (ручку 1 перевести вгору). 3. Встановити ручкою 2 стрілку 3 на нуль шкали. 4. Якщо необхідно, ручкою 4 наблизити стрілку 5 до позначки 6 (регулятор 4 - багатообертовий). Прилад підготовлений для вимірювання потужності. 5. Перевірте відповідність показників положень ручки "інтенсивність" реальній потужності. Для цього скористайтесь значеннями, наведеними в таблиці, і виконайте дії у такій послідовності: – - увімкніть процедурний годинник (20-25 хе), повинна загорітися сигнальна лампочка, яка свідчить про роботу генератора; – - встановіть "інтенсивність" у необхідне положення, стрілка індикатора 5 повинна відхилитись вправо; – - обертанням ручки 2 наблизьте стрілку 5 до позначки 6, покажчик 3 буде показувати величину розвинутої потужності; – - дані занесіть у таблицю. Аналогічну процедуру виконайте для інших положень ручки "інтенсивність" та режимів випромінювання.

54 Апарат для дарсонвалізації "Іскра-1" Дарсонвалізація - лікувальний метод, який використовує імпульсні електромагнітні коливання високої частоти, а також низькочастотні електричні розряди, котрі супроводжують ці коливання. Частота електромагнітних коливань при дарсонвалізації - ПО або 440 кГц. Розрізняють два види дарсонвалізації: загальну та локальну (місцеву). При загальній дарсонвалізації ЕМП діє на увесь організм пацієнта. Пацієнт знаходиться всередині соленоїда, який створює імпульсне високочастотне (100 або 440 кГц) магнітне поле. Частота проходження імпульсів - приблизно 50 Гц. Отже, лікувальним (або фізичним) фактором при загальній дарсонвалізації є імпульсний високочастотний індукційний струм.

55 Місцева дія дарсонваля При локальній (місцевій) дарсонвалізації дії піддається тільки певна ділянка тканини. У цьому випадку діючими факторами є: а) напруженість високочастотного електричного поля. Між електродами (або електродом і пацієнтом) утворюється високочастотне амплітудно-модульоване електромагнітне поле. Форма модуляції "дзвоноподібна". Високочастотні коливання (мал. 5.9) виникають на короткий проміжок часу (і = 0.5 мс). Період їх повторень - 20 мс (частота 50 Гц); б) іскровий розряд (ІР). З наростанням амплітуди на-пруженності ВЧ- коливань у резонаторі зростає напруженість електричного поля між електродом та пацієнтом, внаслідок чого виникає іонізований пробій у повітрі (іскровий розряд). ІР є основним фактором, завдяки якому здійснюється місцеве припікання шкіри чи слизових оболонок, а також електростимуляція рецепторів, які знаходяться у полі дії іскри; в) легкі аероіони, котрі утворюються у результаті іскрового розряду (озон, окиси азоту тощо).

56 Прилад Іскра - 1

57 Тут ГВЧ - генератор високої частоти, LС - контур генератора (V = 110 кГц). Регулятор потужності (1) змінює напругу на екранній сітці лампи і, відповідно, струм через лампу, що призводить до зміни напруги у контурі (резонаторі). Саме це у кінцевому результаті і визначає потужність іскрового розряду. Модулятор (2) виробляє низькочастотні імпульси (частота 50 Гц), які відкривають лампу на короткий час (частки мілісекунди), внаслідок чого у контурі виникають модульовані високочастотні згасаючі коливання. Резонатор складається з контура і високовольтної котушки індуктивності, яка з'єднана з електродом. Напруга у контурі В, на котушці індуктивності - декілька десятків кВ (напруга такого порядку необхідна для виникнення іскри). Форма напруги у резонаторі наведена на мал

58 Форма напруги у резонаторі

59 Робота апарата Робота апарата: модулятор (2) на короткий час (і = 0.1 мс) відкриває лампу, і в контурі генератора виникає серія згасаючих коливань тривалістю 0.5 мс. Завдяки індуктивному зв'язку коливання передаються в резонатор, де на високовольтній обмотці виникає напруга, достатня для виникнення іскри (мал 5.10).

60 Завдання 1. Вивчіть будову приладу і увімкніть його в мережу. 1. Підключіть резонатор до вхідної клеми на панелі приладу. 2. Регулятор потужності переведіть у положення Увімкніть прилад у мережу і встановіть необхідну напругу регулятором напруги мережі. 4. Збільшуючи потужність іскрового розряду, отримайте газовий розряд у скляному електроді. 5. Подійте слабким іскровим розрядом на шкіру руки.

61 Контрольні запитання до теми: Робота з УВЧ апаратом 1. Вкажіть діапазон зміни частот ЕМП для УВЧ-, НВЧ- і КВЧ-тера- пій. Чому дорівнює частота електромагнітних коливань, які генеруються УВЧ-апаратом? 2. Що таке струм зміщення? Який механізм прогріву струмами зміщення діелектриків і електролітів? Які з цих речовин прогріваються більш ефективно? 3. Чому ефективність прогріву речовини залежить від частоти? 4. Чому дія ультрависокочастотного поля не викликає ефекту подразнення, який притаманний НЧ-полю? 5. З яких основних блоків складається УВЧ-апарат? 6. Яким чином змінюється потужність генератора УВЧ-коливань? 7. Що значить "налагодити" УВЧ-аппарат? Чому в момент налагодження яскравість неонової лампочки або відхилення стрілки максимальні?

62 Конрольні запитання до теми: Ультразвуковий терапевтичний апарат 1. Яка природа лікувального фактора при УЗ-терапії? 2. Які джерела УЗ-хвиль ви знаєте, у чому полягає принцип їх роботи? 3. Чому дорівнює довжина ультразвукової хвилі у воді, якщо V = 1.4 км/с, а частота 880 кГц? 4. Чому дорівнює УЗ-тиск при / = 10 Вт/м 2 ? 5. Оцініть величину градієнта тиску, що утворюється УЗ- хвилею, яка має вказану вище інтенсивність та частоту. 6. Чому ефективність УЗ-терапевтичної процедури значно знижується, якщо між об'єктом та випромінювачем знаходяться повітряні бульбашки? 7. Поясніть принцип дії резонатора.

63 Контрольні завдання та запитання до теми: Дарсонвалізація. Апарат Іскра-1 1. Назвіть основні фізичні фактори, які впливають на біологічні тканини при: а) місцевій дарсонвалізації, б) загальній дарсонвалізації. 2. Назвіть основні блоки апарата для місцевої дарсонвалізації і поясніть принципи їх роботи. 3. Яким чином можна збільшити потужність іскрового розряду? 4. Що таке аероіони і яким чином вони утворюються під час сеансів місцевої дарсонвалізації?

64 5.4. Лабораторна робота 2 Робота з електрокардіографом ЕКСПЧТ-4

65 План презентації Природа електрокардіограми (ЕКГ) Природа електрокардіограми (ЕКГ) Завдання до лабораторної роботи Завдання до лабораторної роботи Контрольні питання та задачі Контрольні питання до лабораторної роботи Контрольні питання до лабораторної роботи Література для підготовки до лабораторної роботи Література для підготовки до лабораторної роботи

66 Мета роботи: Вивчити фізичні основи електрокарді- ографії, набути навички роботи з електрокардіографом.

67 Додаткові теоретичні відомості Органи, тканини, окремі клітини та їхні частини володіють електричною активністю, тобто процес їхнього функціювання супроводжується появою в навколишньому середовищі змінного електричного поля, характеристики якого можна зареєструвати. Отриману інформацію використовують з діагностичною метою та з метою вивчення природи електричних явищ у біологічних тканинах. Реєстрація різниці потенціалів між точками середовища, яке оточує електрично активні тканини, називається електрографією, а результат цієї реєстрації – електрограмою (ЕГ)

68 Природа електрокардіограми (ЕКГ) І концепція – серце як електричний диполь (теорія Ейнтховена). Основні положення теорії Ейнтховена. 3 положення:

69 Положення 1 Серце являє собою диполь. Збуджена ділянка міокарда негативно по відношенню до незбудженої ділянки (мал. 5.11). Такий розподіл заряду еквівалентний дипольній системі зарядів, яку можна характеризувати інтегральним електричним вектором серця: P = ql

70 Мал Серце як електричний диполь. a) φ = ά r a b)

71 Положення 2 Диполь розміщений в однорідному діелектрику, тобто струми в такому середовищі відсутні, і електричне поле розглядається як статичне. Величина потенціалу в кожній достатньо віддаленій точці середовища (r>>l) дорівнює:

72 Положення 3 Вибір стандартної системи відведень. Ейнтховен запропонував знімати різницю потенціалів між вершинами рівностороннього трикутника, у центрі якого знаходиться вектор Р (мал. 5.12). В цьому випадку різниці потенціалів між вершинами трикутника пропорційні до відповідних проекцій вектора Р на сторони трикутника.

73 Мал ab c P ab P bc P ac І від. ІІ від.ІIІ від. β P γ α

74 Основним недоліком концепції І є : Твердження, що тканини, які оточують серце, - діелектрики, тобто обчислення потенціалу будь-якої точки середовища за вищевказаною формулою є некоректним.

75 Серце як сукупність струмових електричних генераторів, які знаходяться в електропровідному середовищі. ІІ концепція RcRc джерело відток RrRr ε Мал r Мал а r r1r1 α D=IL Мал

76 Положення 1 Еквівалентна схема струмового генератора (струмового поля) представлена на мал Тут R г і R с - відповідно внутрішній опір генератора і опір зовнішнього середовища. Для струмового генератора R г >> R с отже, IE/ R г, тобто величина струму не залежить від опору середовища.

77 Положення 2 Струмовий дипольний момент D=IL, де I – це сила струму, L - вектор, який зєднує полюси диполя. Позитивний плюс називають джерелом (витоком), негативний – відтоком. Напрямок вектора D показано на мал

78 Потенціал поля струмового уніполя в однорідному середовищі р=const (мал. 5.14). Користуючись законом Ома в диференційній формі, означенням густини струму j=I/S, і тим, що у даному випадку S - площа поверхні сфери радіусом r (S=4r*r), знайдемо: Положення 3

79 Положення 4 Потенціал електричного поля, створеного струмовим диполем. Використовуючи принцип суперпозиції, знайдемо потенціал точки як суму потенціалів двох уніполів (джерела та відтоку): Якщо L>>r, тоді останню формулу, яка визначає величину дипольного потенціалу, зручно представити через величину дипольного моменту

80 Положення 5 Збуджений міокард розглядається як сукупність струмових диполів,кожен з яких призводить до виникнення дипольного потенціалу в деякій точці a.

81 Положення електричного поля серця складається з потенціалів, створених окремими елементарними диполями. Приймаючи обмеження: провідне середовище є однорідним (p=const), відстань r значно більша, ніж L, тобто розміри області збудження значно менші від розмірів тіла, цей потенціал можна наближено знайти у вигляді n-загальна кількість диполів, r-відстань від центру струмового диполя до точки відведення, p-питомий опір середовища Положення 6

82 Завдання до лабораторної роботи Завдання 1. Вивчіть технічний опис і інструкцію з експлуатації електрокардіографа та підготуйте його до роботи.

83 Короткий технічний опис і інструкція по експлуатації електрокардіографа Застосування: -електрокардіограф ЕКСПЧ-4 (одноканальний, мережовий, портативний, з чорнильним та тепловим записом) використовується для запису електрокардіограми при дослівженні функцій серця

84 Технічні дані: -відведення, які реєструє прилад без перестановки електродів:І, ІІ, ІІІ, аVR, aVL, aVF, CR, CL, CF; -швидкість руху стрічки – 50 мм/мВ -товщина запису: нульової лінії – не більше 1.5мм, фронту калібрувального імпульсу – не більше 0.5мм; -максимальна чутливість приладу – 15-20мм/мВ -частотна характеристика приладу рівномірна від 0.22 до 80Гц з відхиленням на граничних частотах не більше 10% -Ефективна ширина запису не більше 30мм.

85 Будова електрокардіографа ЕКСПЧ-4 На малюнку показано розміщення основних огранів керування кардіографом: 1- перемикач відведень, за допомогою якого підєднують одне з вказаних відведень до підсилюючого каналу і реєстора 2- гніздечко кабелю земля 3- клема земля 4- чорнильниця 5- кнопка калібровки 1мВ, при натискуванні на неї подається імпульс в 1мв 6- ручка підсилення, обертанням якої можна плавно змінювати амплітуду сигналу, що записується

86 Малюнок І відведення: червоний-жовтий; ПР-ЛР ІІ відведення: червоний-зелений; ПР-ЛН ІІІ відведення: жовто-зелений; ЛР-ПН ПР – права рука; ЛР – ліва рука; ПН – права нога; ЛН – ліва нога З К Притиснутий ролик ЛівоПраво

87 7- ступінчастий перемикач підсилення (1:1, 1:2) 8- ручка зміщення пера, обертанням якої забезпечується переміщення пере відносно діаграмної стрічки 9- кнопка заспокоєння, яку використовують для контролю відхилень пера та для швидкого повернення його в нульове положення 10- перемикач стрічкопротяжного механізму, що має три положення(Р,К,З) 11- тумблер мережа 12- гніздо для підключення кабелю мережі

88 Спрощена схема електрокардіографа Він містить вхідний блок (1-перемикач відведень), підсилюючий блок-2 і реєструючий пристрій -3, а також різноманітні ручки та кнопки керування, котрі забезпечують надходження і контроль сигналу при записі електрокардіограми (ЕКГ)

89 Малюнок 5.17.

90 Увага!!! При відєднанні кабелю відведень від приладу або обриві провідника і порушенні контакту з електродом штекера сигнал, який реєструється, значно перевищує допустимий рівень вхідного сигналу, що призводить до надмірних коливань пера, розбризкурання чорнила і, як наслідок, до пошкодження гальванометра. У цьому випадку необхідно швидко перемикач відведень встановити в положення 0.

91 Завдання 2. Підготовка приладу до роботи 1. Поставити перемикачі управління в положення: -Перемикач відведень –0 -Перемикач підсилення –1:1 -Ручку підсилення –0 -Зміщення пера – в середнє положення -Важіль стрвчкопротяжного механізму в положення 3

92 2. Якщо прилад не заправлений стрічкою, заправте його таким чином: -Вставте пальці у виїмки панелі приладу, натисніть вниз, виведіть верхній бортик стінки з-під лицьової панелі і підніміть її вгору -Одягніть рулон стрічки на котушку і заправте папір вздовж столика на 10-15см; встановіть важіль у положення К, просуньте кінець стрічки між притискним роликом і стрічкопротяжним валиком до виходу стрічки з віконечка.

93 3. Увімкнути прилад у мережу. Для цього: - Перевірте заземлення приладу -Увімкніть тумблер мережа (повинна загорітися індикаторна лампочка ) - після хвилин прогрівання встановіть перо в середнє положення.

94 Завдання 3. Калібровка кардіографа Для калібровки необхідно встановити стандартну чутливість приладу 10мм/мВ.

95 Завдання 4. Запис електричних сигналів на електрокардіографі. 1)Приєднайте штекер кабелю відведень спочатку до соленоїда, а потім до мультивібратора, якийй імітує роботу серця. 2)Проконтролюйте надходження сигналів на вхід кардіографа: для цього поставте важіль у положення К – контроль, переведіть перемикач відведень у позицію І і натисніть кнопку заспокоєння У. При існуванні сигналу перо буде відхилятися. Аналогічну процедуру виконайте і для інших відведень.

96 3) Запис сигналу проводиться таким чином: -Ручкою зміщення пера встановіть його посередині діаграмної стрічки -Важіль стрічкопротяжного механізму поставте у положення Р -Натисніть кнопку заспокоєння і перемикач відведень поставте у позицію І. Зробіть запис кардіограми у першому відведенні. Аналогічні операції виконуються і при записі інших відведень.

97 Загальне правило: зміна позиції перемикача відведень у режимі Р- робота проводиться при натисненій кнопці У - заспокоєння При закінченні запису електрокардіограми встановіть перемикач відведень у положення 0, зніміть електроди, вимкніть прилад з мережі.

98 Оформлення роботи. У звіті повинно бути: Спрощена схема електрокардіографа та його технічні характеристики Фрагменти запису калібрувального сигналу, ЕРС соленоїда та сигналів імітатора TRU p розрахунками амплітуди (в мВ) і частоти коливань (в Гц) та ударах за хвилину.

99 Контрольні питання до лабораторної роботи Поняття про електрограму (ЕГ).Види ЕГ. Серце як електричний диполь та інтегральний електричний вектор серця (ІЕВ). Електричне поле диполя. Теорія Ейнтховена. Стандартна система відведень. Поняття про вектор-електрокардіографію. Серце як струмовий диполь. Потенціал поля струмового диполя. Спрощена блок-схема електрокардіографа. Поняття про диференційний підсилювач. Принцип зниження шумів. Електроди для зняття ЕГ

100 Контрольні питання та задачі Вкажіть, які припущення теорії Ейнтховена роблять її непереконливою. У чому полягає істотна відмінність між двома розглянутими концепціями генезису ЕКГ? Що таке електричний вектор серця, в яких одиницях він вимірюється, яка його фізіологічка природа? Що таке еквівалентний струмовий диполь серця? Знайдіть величину потенціалу точки електричного поля струмового диполя, полюси якого віддалені один від одного на 5мм, з І=5мА у точці, яка знах. Від центра диполя на відстані r=0.1м, кут між r та L дорівнює 60. Середовище – електроліт з питомим опором p=10Ом*м

101 Література для підготовки до лабораторної роботи Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. – М.: Высшая школа, Владимиров Ю.А. и др. Биофизика.– М.: Высшая школа. – Гл. 9 (разделы 1-7). Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. – М.: Высшая школа, – Гл. 14 (1- 5), Гл. 21 (2,6), Гл. 22 (1-5). Ремизов А.Н. Курс физики, электроники, кибернетики для мед.университетов. – М.: Высшая школа, – Гл. 15 (разделы 1, 3, 4).

102 І Том Розділ 5.5 Лабараторна робота 3 Робота з реографом РГЧ-01 (стор.402 – 411)

103 Зміст 1.Мета та завдання роботиМета та завдання роботи 2.Контрольні запитання для підготовки до лабораторної роботиКонтрольні запитання для підготовки до лабораторної роботи 3.Додаткова літератураДодаткова література 4.Додаткові теоретичні відомостіДодаткові теоретичні відомості a)РеографіяРеографія b)Основні положення реографіїОсновні положення реографії c)Принцип вимірювання опору ділянки тканинПринцип вимірювання опору ділянки тканин 5.Стислі технічні характеристики та інструкція з експлуатації реографа РГЧ-01Стислі технічні характеристики та інструкція з експлуатації реографа РГЧ-01 a)Призначення приладуПризначення приладу b)Технічні характеристикиТехнічні характеристики c)Опис конструкції апаратаОпис конструкції апарата 6.Підготовка приладу до роботиПідготовка приладу до роботи 7.Експериментальне дослідження зміни опору трубки від зміни обєму системиЕкспериментальне дослідження зміни опору трубки від зміни обєму системи 8.Контрольні питання та задачіКонтрольні питання та задачі далі - Space

104 Мета та завдання роботи Мета роботи: Вивчити фізичні основи реографії, набути навички роботи з клінічним реографом, дослідити звязок між змінами обєму та опору еластичної судини. Завдання 1. Завдання 1. Підготовка приладу до роботи Вивчіть інструкцію з експлуатації реографа РГЧ-01 і підготуйте його до роботи. Згідно з інструкцією проведіть налагодження реографа. Завдання 2 Завдання 2 Експериментальне дослідження залежності зміни опору трубки R m від зміни обєму системи V. зміст далі - Space

105 Контрольні запитання для підготовки до лабораторної роботи 1. Змінний струм. Імпеданс електричного кола. Поняття про векторну діаграму. 2. Електричні властивості біологічних тканин. Еквівалентна електрична схема. Імпеданс біологічних тканин. 3. Елементи реології. Обємна деформація. Обємна швидкість плину рідини. Пульсові хвилі. Особливості пульсацій у артеріальних та венозних судинах. 4. Генезис реограми: звязок між деформацією та змінами імпедансу, пояснення природи реограми (амплітуди та форми сигналу) за допомогою основних рівнянь реології. зміст далі - Space

106 Додаткова література 1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика.– М.: Высшая школа, Ремизов А.Н. Курс физики, электроники, кибернетики для медицинских институтов.– М.: Высшая школа, 1982.– Гл. 8 (раздел 8), гл. 18 (раздел 2), гл. 22 (раздел 7). 3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика.– М.: Высшая школа, 1987.– Гл. 11 (разделы 1-2),гл. 18 (раздел 4). 4. Ливенцев Н.М. Курс физики.– М.: Высшая школа, 1978.– Ч.2, раздел 144, ч.1 разделы 9, Ливенцев Н.М. Курс физики.– М.: Высшая школа, 1974.– Разделы 20, 21, 76. зміст далі - Space

107 Реографія (рео – течу, графо – пишу) – метод реєстрації деформацій ділянки тіла (зміна обєму) за змінами його електричних параметрів (опору). До певної ділянки тіла (рука, нога,голова тощо) прикладаються електроди (пластинчасті, точкові, стрічкові тощо), між якими пропускається високочастотний електричний струм. Робоча частота, на якій реєструються зміни опору реографом, а, отже, і частота струму, має значення з діапазону кГц. Густина цього струму найбільша в ділянках з великою електропровідністю. Це, здебільшого, кровоносні судини і міжклітинна рідина. Зміна опору ділянки біологічної тканини, таким чином, залежатиме від її кровонаповнення і змінюватиметься відповідно до кардіоциклу. Додаткові теоретичні відомості зміст далі - Space

108 зміст Основні положення реографії можна спрощено сформулювати таким чином 1. Зміна обєму ділянки V пропорційна зміні її електричного опору R: V~ R 2. Зміну кровонаповнення органу (ділянки) можна знайти з рівняння нерозривності струменя для нестаціонарного потоку рідини, враховуючи обємну швидкість притоку Q in (t) та відтоку Q out (t) рідини до даної ділянки

109 Припустимо, що в певній ділянці по артеріальних судинах кров рухається з обємною швидкістю Q а (t), Q a (t) Q 0 t обємний кровотік далі - Space зміст

110 Q a (t) Q 0 t а по венозних – Q в (t), Q в (t) обємний кровотік далі - Space зміст

111 За цикл скорочення серця кількість крові, яка поступила до ділянки, рівна кількості, яка залишила ділянку. Враховуючи пульсуючий Q а (t) і порівняно плавний Q в (t) кровообіги, бачимо, що зміна обєму ділянки здійснюється завдяки різниці обємних швидкостей Q а (t) та Q в (t): t Q 0 Q a (t) Q в (t) обємний кровотік t1t1 t2t2 t3t3 Для проміжків часу [t 1 t 2 ] і навпаки, у проміжку [t 2 t 3 ] Отже, обєм ділянки на цих проміжках зростатиме, про що свідчить зменшення амплітуди реограми (залежність V(t)) обєм ділянки зменшується, V(t)R(t) далі - Space зміст

112 0 t t Q 0 Q a (t) Q в (t) обємний кровотік t1t1 t2t2 t3t3 dR/dt Q далі - Space зміст Ця крива являє собою диференціальну реограму; вона відображає швидкість зміни обєму ділянки:

113 далі - Space зміст Величина обємної швидкості рідини визначається рівнянням Гагена –Пуазейля де P(t) – зміна тиску, X(r, ) – гідравлічний опір, який залежить від радіуса судини r та вязкості рідини. Зміну тиску можна оцінити за допомогою рівняння обємної деформації ділянки де – модуль обємної пружності.

114 Як видно з цих рівнянь, змінна величина V буде залежати не тільки від того, як зміниться з часом Q in (t) та Q out (t) (що спостерігається при зміні хвилинного обєму крові (ХОК) чи ударного обєму серця), але і при зміні тонусу судин (модуль ) та їх просвіту (радіус r), які знаходяться під контролем нервової та гуморальної систем організму. Це означає, що одному і тому ж значенню Q (чи ХОК) можуть відповідати різні значення амплітуди реограми, тобто однозначного звязку між і обємною швидкістю кровотоку Q не існує. Певні клінічні методики дозволяють за змінами опору R судити про зміни обєму V. Існує декілька методик непрямої оцінки значень Q за опором R. Широко поширена в клініці методика А.А.Кедрова, яка використовує рівності відношень, де R – опір ділянки, V – її обєм, V і R – величини їх змін, відповідно. Ототожнюючи величину зміни обєму V з ударним обємом серця УО і величину V – з обємом тіла V m, яка є пропорційною до ваги тіла, і, знаючи значення P і R, визначають величину ударного обєму серця (УО) за такою формулою: де k – деякий емпіричний коефіцієнт. далі - Space зміст

115 ПсПсДм R3R3 R4R4 RxRx кГц ГВЧ R 2 10 Ом R Ом XnXn UaUa UbUb Генератор високої частоти (ГВЧ) використовується для живлення моста. Принцип вимірювання опору ділянки тканин. Вимірювання змін опору ділянки тіла проводять спеціальним пристроєм реографа, який містить у собі вимірювальний міст. В одне з плечей моста увімкнено вимірювальний опір R x, в друге – магазин опорів – R 1 і R 2, який дозволяє з точністю до 0,5 Ом встановити опір від 0 до 1100 Ом. Підсилювач (Пс) підвищує рівень сигналу на виході з моста Демодулятор (Дм) виділяє низькочастотну складову сигналу змін опору. далі - Space зміст

116 ПсПсДм R3R3 R4R4 RxRx кГц ГВЧ R 2 10 Ом R Ом XnXn UaUa UbUb Крім цього, реограф містить різні пристрої налагодження, калібровки та живлення вимірювальної схеми. На виході приладу звичайно отримують низькочастотний сигнал, який характеризує синхронну до наповнення зміну опору ділянки тканини, тобто сигнал реограми, або її диференційну форму (похідну від реограми), що відображує швидкість зміни кровонаповнення ділянки тканини. У цьому випадку відхилення стрілки індикатора мінімальне, а чутливість приладу – максимальна. Налагодження моста по реактивній складовій струму (завдяки паразитній ємності C) здійснюється за допомогою змінного індуктивного опору X n, увімкненого в одне з плечей моста. далі - Space зміст Зміною величин опорів R 1 і R 2 досягається рівновага моста, тобто рівність потенціалів.

117 Стислі технічні характеристики та інструкція з експлуатації реографа РГЧ-01 Призначення приладу. Реограф РГЧ-01 є електронним медичним діагностичним приладом і призначений для вимірювання змін активних опорів складової різних ділянок тіла пацієнта при одночасному вимірюванні абсолютних величин цих опорів. Реєструючими приладами можуть бути електрокардіографи, різних типів поліграфи. Технічні характеристики – – несуча частота каналів 34 кГц – 79 кГц; – максимальний коефіцієнт перетворення (чутливість) каналу знаходиться в межах від 25 до 1000 мВ/Ом, диференційного виходу – мВ/Ом; – постійна часу диференційного виходу – не більше 11 мс; – нерівномірність амплітудно-частотної характеристики кожного каналу в межах від 0,2 до 70 Гц – не більше 10%; – діапазон зміни постійної складової активного опору від 30 до 1100 Ом, відносна похибка вимірювання активного опору не перевищує 10%. Величина струму в колі при будь-яких положеннях регуляторів не більша за 3 мА. Вказівка про техніку безпеки Прилад РГЧ-01 виготовлений по класу захисту ІІ. При експлуатації заземлення не є обовязковим. Робоче заземлення використовується для зменшення рівня перешкод (шумів). Для того щоб уникнути механічного пошкодження крихких потенціометрів і тумблерів – прохання: обертати всі ручки приладу без значних зусиль. далі - Space зміст Завдання 1. Підготовка приладу до роботи Вивчіть інструкцію з експлуатації реографа РГЧ-01 і підготуйте його до роботи. Згідно з інструкцією проведіть налагодження реографа.

118 Опис конструкції апарата. Блок каналу реографа винесений з приладу і розміщений на лабораторному столі XпXп 6 1 На передній панелі каналу розміщені: перемикачі калібрувального сигналу (1), перемикач магазину опорів для грубого налагодження моста R 1 (2), змінний резистор R 2 з лімбом відліку для точного налагодження моста (3), 2 3 регулятор для налагодження моста за реактивною складовою Х n (4), регулятор рівня виходу Рів. Вих. (5), гніздо Г для вимірювання калібрувальних резисторів та розняття Вихід (6) для увімкнення електродів. 6 4 XпXп 5 далі - Space зміст

119 XпXп 6 9 На передній панелі блока живлення (він знаходиться на столі викладача) розташовані: вимикач мереженого живлення Мережа (8), 8 перемикач Баланс каналів (9), який містить вихід окремого каналу до індикатора, кнопка калібратора (7), при натисканні якої подається калібрувальний сигнал одночасно всім каналам. 7 На задній панелі блоків розміщені гнізда для виведення сигналу реограми (верхнє гніздо) та її диференційної форми (нижнє гніздо). далі - Space зміст

120 Підготовка приладу до роботи 1. Увімкнути прилад в мережу (встановіть тумблер Мережа у положення увімкнуто). 2. Попередня настройка приладу (виконується у випадку розбалансування каналу, ступінь якого визначається викладачем): – поставити ручки R 1 та R 2 у положення 0; – регулятор рівня виходу встановити у положення, при якому стрілка індикатора відхиляється на 3/4 шкали; – повільно обертаючи регулятор Х n встановити (мінімальне значення) відхилення стрілки. 3.Налагодження реографа для зняття реограми (виконується студентами): – перевірити підключення електродів до блока реографа з використання гнізда ВХІД; – за допомогою регулятора УР.ВИХ встановити стрілку індикатора на 3/4 шкали. – лімб регулятора R 1 встановити на позначку 5; – за допомогою регулятора R 2 провести грубе налагодження моста за мінімальним відхиленням стрілки індикатора; – поперемінним плавним обертанням регуляторів Х n та R 2 збалансуйте міст точніше. (Спочатку, обертаючи потенціометр, добитися мінімуму, потім обертанням R 2 зменшуємо відхилення стрілки; після цього поперемінним обертанням Х n та R 2 добитись найменшого відхилення стрілки, причому для малих відхилень стрілки вихідного сигналу зробіть максимальним). далі - Space зміст

121 реограф осцилограф груша трубка шприц обмежувач Завдання 2 Експериментальне дослідження залежності зміни опору трубки R m від зміни обєму системи V. Дослідження проводиться на моделі, яка імітує властивості судини: Зміна обєму системи проводиться за рахунок рідини, витісненої з шприца; частина цієї рідини потрапляє в трубку і викликає зміну її обєму V m. 1. Вимірювання амплітуди реограми. Плавним рухом шприца ввести дозований обєм рідини V, який послідовно дорівнює 10; 7,5; 5 і 2,5 мл – цим обємам відповідають мітки на шприці. Для кожного із значень V виміряйте амплітуду реограми на екрані осцилографа. Дані занести в графу А (мм) заздалегідь приготованої таблиці. далі - Space зміст

122 2. Визначення величини зміни опору. Для визначення величини R m необхідно провести калібровку реографа. З цією метою встановіть значення R k (Ом) (ручка 1) рівним 0,25, натисніть кнопку калібровки (7) і виміряйте амплітуду калібрувального сигналу на екрані A k (мм) XпXп 6 Знайдіть чутливість приладу: (Ом/мм) (якщо калібровка не може бути виконана, то треба взяти чутливість комплексу 0,05 (Ом/мм). далі - Space зміст Визначити значення (Ом)

123 3. Теоретичне визначення зміни обєму трубки V m для кожного витісненого обєму рідини V знаходять із співвідношення За знайденими значеннями V m визначте відношення V m /V. Знайдіть середнє його значення. Поясніть зміст одержаного коефіцієнта, враховуючи розподіл рідини між обємами макета. За даними експериментальних досліджень побудуйте графік залежності: Таблиця. Вимірювання обєму еластичної трубки Оформлення роботи. У протоколі повинно бути: а) коротке пояснення фізичних основ реографії; б) схема лабораторної установки; в) таблиця з результатами вимірювань; г) графік залежності реограми від зміни обєму системи і висновки. Зміна обєму системи V, мл 107,552,5 1Амплітуда реограми А, мм 2 Зміна опору R, мм 3 Зміна обєму трубку V m мм 4 Відношення V m /V далі - Space зміст

124 Контрольні питання та задачі 1. Який звязок між реограмою судини та величиною тиску рідини (крові) у ньому? Якими фізіологічними параметрами судин визначається величина амплітуди реограми?Який звязок між реограмою судини та величиною тиску рідини (крові) у ньому? Якими фізіологічними параметрами судин визначається величина амплітуди реограми? 2. Чи впливає швидкість кровотоку (лінійна, обємна) на амплітуду?Чи впливає швидкість кровотоку (лінійна, обємна) на амплітуду? 3. Яким чином здійснюється налагодження вимірювального моста реографа?Яким чином здійснюється налагодження вимірювального моста реографа? 4. Як зміниться реограма аорти при зміні жорсткості її стінок (наприклад, при атеросклерозі)? Завищеними чи заниженими є результати визначення ударного обєму крові за методикою А.Кедрова у цьому випадку?Як зміниться реограма аорти при зміні жорсткості її стінок (наприклад, при атеросклерозі)? Завищеними чи заниженими є результати визначення ударного обєму крові за методикою А.Кедрова у цьому випадку? 5. Чи зміниться реограма судини, якщо лінійна швидкість кровообігу зросте вдвічі?Чи зміниться реограма судини, якщо лінійна швидкість кровообігу зросте вдвічі? зміст