Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Физические основы биологического действия ионизирующих излучений.



Количественная оценка воздействия ионизирующих излучений. Поглощенная доза, мощность поглощенной дозы, единицы их измерения.

Ионизирующим излучением называют потоки частиц и электромагнитных квантов, взаимодействие которых со средой приводит к ионизации ее атомов и молекул. Иони­зирующим излучением являются рентгеновское и у-излуче-ние, потоки а-частиц, • электронов, позитронов, протонов, нейтронов.

В разделе описываются как источники ионизирующего излучения (рентгеновские трубки, радионуклиды*, ускори­тели), так и физические вопросы применения этого излу­чения для медицинских целей.

Медикам и биологам несомненно интересны и такие во/1росы, как взаимодействие ионизирующего излучения с веществом и элементы дозиметрии ионизирующего излу­чения.

В раздел включены также элементарные частицы и космические лучи. Элементарные частицы кроме своего общетеоретического значения интересны читателю потому, что они все больше включаются в арсенал медицинских методик. Космические лучи являются фактором внешней среды, оказывающим влияние не только на организмы, находящиеся в космическом пространстве, но и на жизнь в условиях Земли.

 

 

БИЛЕТ 21

УЗ излучение ( Ультразвуковые волны. Особенности ультразвуковых волн по сравнению с волнами звуковых частот. Закон поглощения ультразвукового излучения ( УЗИ). Акустический импеданс. Отражение ультразвука. Явление кавитации. Воздействие УЗИ на биологические ткани. Применение (УЗИ) в терапии и хирургии. Физические основы применения УЗИ в диагностике (теневой метод и метод бирэхолокации))

Распространение ультразвука

Распространение ультразвука — это процесс перемещения в пространстве и во времени возмущений, имеющих место в звуковой волне.

Звуковая волна распространяется в веществе, находящемся в газообразном, жидком или твёрдом состоянии, в том же направлении, в котором происходит смещение частиц этого вещества, то есть она вызывает деформацию среды. Деформация заключается в том, что происходит последовательное разряжение и сжатие определённых объёмов среды, причём расстояние между двумя соседними областями соответствует длине ультразвуковой волны. Чем больше удельное акустическое сопротивление среды, тем больше степень сжатия и разряжения среды при данной амплитуде колебаний.

Частицы среды, участвующие в передаче энергии волны, колеблются около положения своего равновесия. Скорость, с которой частицы колеблются около среднего положения равновесия называется колебательной скоростью. Колебательная скорость частиц изменяется согласно уравнению: V = U sin (2pift + G), где V — величина колебательной скорости; U — амплитуда колебательной скорости; f — частота ультразвука; t — время; G — разность фаз между колебательной скоростью частиц и переменным акустическим давлением. Амплитуда колебательной скорости характеризует максимальную скорость, с которой частицы среды движутся в процессе колебаний, и определяется частотой колебаний и амплитудой смещения fA, pчастиц среды. U = 2

Дифракция, интерференция

При распространении ультразвуковых волн возможны явления дифракции, интерференции и отражения.

Дифракция (огибание волнами препятствий) имеет место тогда, когда длина ультразвуковой волны сравнима (или больше) с размерами находящегося на пути препятствия. Если препятствие по сравнению с длиной акустической волны велико, то явления дифракции нет.

При одновременном движении в ткани нескольких ультразвуковых волн в определённой точке среды может происходить суперпозиция этих волн. Такое наложение волн друг на друга носит общее название интерференции. Если в процессе прохождения через биологический объект ультразвуковые волны пересекаются, то в определённой точке биологической среды наблюдается усиление или ослабление колебаний. Результат интерференции будет зависеть от пространственного соотношения фаз ультразвуковых колебаний в данной точке среды. Если ультразвуковые волны достигают определённого участка среды в одинаковых фазах (синфазно), то смещения частиц имеют одинаковые знаки и интерференция в таких условиях способствует увеличению амплитуды ультразвуковых колебаний. Если же ультразвуковые волны приходят к конкретному участку в противофазе, то смещение частиц будет сопровождаться разными знаками, что приводит к уменьшению амплитуды ультразвуковых колебаний.

Интерференция играет важную роль при оценке явлений, возникающих в тканях вокруг ультразвукового излучателя. Особенно большое значение имеет интерференция при распространении ультразвуковых волн в противоположных направлениях после отражения их от препятствия.

Поглощение ультразвуковых волн

Если среда, в которой происходит распространение ультразвука, обладает вязкостью и теплопроводностью или в ней имеются другие процессы внутреннего трения, то при распространении волны происходит поглощение звука, то есть по мере удаления от источника амплитуда ультразвуковых колебаний становится меньше, так же как и энергия, которую они несут. Среда, в которой распространяется ультразвук, вступает во взаимодействие с проходящей через него энергией и часть её поглощает. Преобладающая часть поглощенной энергии преобразуется в тепло, меньшая часть вызывает в передающем веществе необратимые структурные изменения. Поглощение является результатом трения частиц друг об друга, в различных средах оно различно. Поглощение зависит также от частоты ультразвуковых колебаний. Теоретически, поглощение пропорционально квадрату частоты.

Величину поглощения можно характеризовать коэффициентом поглощения, который показывает, как изменяется интенсивность ультразвука в облучаемой среде. С ростом частоты он увеличивается. Интенсивность ультразвуковых колебаний в среде уменьшается по экспоненциальному закону. Этот процесс обусловлен внутренним трением, теплопроводностью поглощающей среды и её структурой. Его ориентировочно характеризует величина полупоглощающего слоя, которая показывает на какой глубине интенсивность колебаний уменьшается в два раза (точнее в 2, 718 раза или на 63 %). По Пальману при частоте, равной 0, 8 МГц средние величины полупоглощающего слоя для некоторых тканей таковы: жировая ткань — 6, 8 см; мышечная — 3, 6 см; жировая и мышечная ткани вместе — 4, 9 см. С увеличением частоты ультразвука величина полупоглощающего слоя уменьшается. Так при частоте, равной 2, 4 МГц, интенсивность ультразвука, проходящего через жировую и мышечную ткани, уменьшается в два раза на глубине 1, 5 см.

Кроме того, возможно аномальное поглощение энергии ультразвуковых колебаний в некоторых диапазонах частот — это зависит от особенностей молекулярного строения данной ткани. Известно, что 2/3 энергии ультразвука затухает на молекулярном уровне и 1/3 на уровне микроскопических тканевых структур.

Глубина проникновения ультразвуковых волн

Под глубиной проникновения ультразвука понимают глубину, при которой интенсивность уменьшается на половину. Эта величина обратно пропорциональна поглощению: чем сильнее среда поглощает ультразвук, тем меньше расстояние, на котором интенсивность ультразвука ослабляется наполовину.

Рассеяние ультразвуковых волн

Если в среде имеются неоднородности, то происходит рассеяние звука, которое может существенно изменить простую картину распространения ультразвука и, в конечном счете, также вызвать затухание волны в первоначальном направлении распространения.

Преломление ультразвуковых волн

Так как акустическое сопротивление мягких тканей человека ненамного отличается от сопротивления воды, можно предполагать, что на границе раздела сред (эпидермис — дерма — фасция — мышца) будет наблюдаться преломление ультразвуковых лучей.


Поделиться:



Популярное:

  1. A. Реакция вирусной нейтрализации цитопатического действия
  2. Cодержательные и организационные особенности построения курса «Основы технологии интеллектуальной адаптации коренных народов северных регионов»
  3. I. 11. Законы земледелия. Суть законов: минимума, максимума, оптимума; взаимодействия факторов.
  4. I. Основные физические явления и процессы в электрических аппаратах
  5. I. Экономическая сущность налогов, основы налогообложения
  6. II.3. Закон действия и результата действия
  7. III.Основы теории спроса и предложения
  8. III/27. Организационно-правовые формы с/х предприятий и их организационно-экономические основы.
  9. V1: Теоретические основы формирования и управления ассортиментом товаров
  10. V1: Теоретические основы формирования качества товаров
  11. А.1 Понуждение к действиям сексуального характера окончено с момента
  12. Антивитамины фолиевой кислоты. Механизм действия сульфаниламидных препаратов.


Последнее изменение этой страницы: 2016-08-24; Просмотров: 587; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.015 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь