Презентация, доклад Биомеханика. Акустика (лекция 3)

Лекция 3 Ростов-на-Дону 2012 Биомеханика Акустика

Содержание лекции №3 Введение Механические волны Эффект Доплера Звук Ультразвук

Физические процессы в организме Организм = физика + механика + химия Физические методы диагностики Физические свойства материалов Воздействиефизических факторов на организм Дыхание Теплообмен УЗ Электроды Протезы Клапаны Гамма-терапия УВЧ -терапия Электрокардиостимулятор  ЭКГ ЭЭГ Кровообращение

Средства обучение Манекены – простые изделия, которые не могут имитировать сложные физиологические реакции Симулятор - компьютер симулирует на экране изображение, полностью имитируя процессы происходящие в организме человека в ответ на действия врача Фантом — модель человека или отдельные органы в натуральную величину, служащая наглядным пособием

Сэр Вильям Ослер Робот-хирург да Винчи

Физика- это наука, Изучающая простейшие и наиболее общие количественные! закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы ее естествознания. Биофизика – один из самых интересных разделов физики. ( от др. греч. жизнь, др. греч.-природа) Белок бактерии родопсин

Биофизика - это физика живых систем на различных уровнях организации: молекулярном, мембранном, клеточном, органном, популяционном Задача биофизики: Исследование биологических процессов со стороны физики и изучение физических процессов в биологических явлениях Особенности курса б/ф Нет четкого определения биофизики, Нет дня рождения Предмет и задачи по-разному Биофизика Химия Физика Математика Биология Биофизика- это наука, возникшая на базе взаимодействия:

Классификация общего курса биофизики: Теоретическая биофизика; Биофизика сложных систем; ТД биологических процессов – преобразование энергии в живых структурах; Молекулярная биофизика; Биофизика клеточных процессов; Биофизика мембранных процессов: свойства БМ; Биофизика фотобиологических процессов- воздействие внешних источников света на живые системы; Радиационная биофизика – влияние ИИ на организм; Математическая биофизика; Прикладная биофизика; Биоинформатика; Биометрия; Биомеханика; Биофизика индивидуального развития; Медицинская биофизика; Экологическая биофизика

КОГДА РОДИЛАСЬ БИОФИЗИКА? 1893 г – появился термин. Пирсон Карл- выдающийся английский математик, основатель современной статистики 1857-1936 Уже на начальных этапах своего развития биофизика была тесно связана с идеями и методами физики, химии и математики. Нанобиология

1791 г ЛУИДЖИ ГАЛЬВАНИ открыл биоэлектричество. А. Вольта 1799 За 2000 лет до изобретения батарейки. Багдад, раскопки

ГАРВЕЙ, УИЛЬЯМ (Harvey, William, 1578-1657), английский врач, анатом, физиолог и эмбриолог. В мае 1593 г. Уильям Гарвей был принят в колледж Кембриджского университета. Первые три года учебы Гарвей посвятил изучению «дисциплин, полезных для врача» - классических языков (латыни и греческого), риторики, философии и математики. '

Томас Юнг разработал теорию цветного зрения. Основоположник волновой теории света. Пуазейль – врач, физик и физиолог –механика кровообращения Нем., физиолог, физик и психолог Гельмгольц – теория функционирования глаза Декарт описал оптическую систему глаза

Роберт Майер 1814-1878 Нем. Врач и естествоиспытатель Изучал медицину в Мюнхене и Париже. Научная сфера – физика. В 1840 году в качестве судового врача совершил путешествие на остров Яву. Обосновал I закон ТД. Сеченов И.М. 1829-1905 Выдающийся русский физиолог. «Рефлексы головного мозга». Закон растворимости газов в крови.

Лазарев П.П. – один из основоположников биофизики в России 1901 г. окончил медицинский факультет Московского университета. С 1903 г – доктор медицины. И в 1903 г. закончил физико-математический факультет. В 1927 г. создал государственный институт биофизики в Москве. Физик, биофизик, геофизик, медик Создал ионную теорию возбуждения Разработал теорию адаптации (все органы и ЦНС) Вывел единый закон раздражения Исследование магнитной аномалии Вопрос: Как долго институт просуществовал?

Биомеханика- это раздел биофизики, посвященный изучению механических свойств живых тканей, а также механических процессов в организме.

Механические волны Уравнение плоской волны Механическая волна-это распространение механических колебаний в упругой среде Уравнение волны описывает зависимость смещения S частиц среды от координаты Х и времени t Х Х S λ 0 Уравнение плоской волны A- амплитуда - циклическая частота t- время X-координата V- скорость волны S- смещение ω

Амплитуда А, м Период Т, с. Это время одного полного колебания. Частота ν, Гц Это число колебаний за единицу времени. Длина волны м. Это путь, пройденный волной за период. Иначе: Это расстояние между двумя точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Скорость волны v м/с Фаза, рад 0 S х A λ Параметры колебаний и волн λ 0 S t T A Циклическая частота ω = 2πν Колебание Волна

Бегущая волна переносит энергию. Условие существования волны: Упругая среда Инерция Пример: Волна давления в артериях. Упругость стенок Кровь

Энергетические характеристики [Вт Энергия W , Дж Поток энергии (устар. мощность) , Вт -это физическая величина, равная отношению энергии, переносимой волной, ко времени.

-это физическая величина, равная потоку энергии волны через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения волны. 3. Плотность потока энергии = = интенсивность волны 4. Объемная плотность энергии волны -это средняя энергия колебательного движения, приходящегося на единицу объема среды это энергия в единице объема Или:

Вектор Умова Вектор Умова – это вектор плотности потока энергии волны, направленный в сторону переноса энергии волной. Он равен Умов Н. А. (1846-1915)