Методичні вказівки для самостійної роботи студентів при підготовці до лабораторної роботи навчальна дисципліна



Скачати 115.48 Kb.
Дата конвертації05.03.2017
Розмір115.48 Kb.


МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ`Я УКРАЇНИ

ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені М.І. ПИРОГОВА


Затверджено на методичній нараді

кафедри біологічної фізики, інформатики та

медичної апаратури ВНМУ
Завідувач кафедри проф. Хаїмзон І.І.
____ _________ 20___р. протокол №____

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ

ПРИ ПІДГОТОВЦІ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ


Навчальна дисципліна

Медична та біологічна фізика

Модуль № 2

Основи біофізики

Змістовний Модуль № 2

Основи біомеханіки, біоакустики, біореології та гемодинаміки

Тема заняття № 3.1

Вивчення методу імпульсної ультразвукової ехолокації. Лабораторна робота № 23.

Курс

1

Факультет

Медичний №1 та №2, стоматологічний

Спеціальність

7.12010001 - лікувальна справа

7.12010002 - педіатрія

7.12010005 - стоматологія

7.10210004 - медична психологія



Вінниця, ВНМУ – 2010



  1. Тема № 3.1.


Вивчення методу імпульсної ультразвукової ехолокації.

Лабораторна робота № 23.
Актуальність теми.
Усім відомо, наскільки важливо перед початком лікування точно визначити діагноз, а не діяти всліпу. Тільки такий підхід може гарантувати ефективність лікування. Сам по собі лікар може судити про стан пацієнта тільки на підставі зовнішніх ознак, які доступні його органам чуття (загальний вигляд, характер кашлю та ін.). Біля 30% діагнозів (таких, наприклад, як ГРВІ, ангіна, грип і т.п.) лікар ставить на підставі зовнішніх ознак та лабораторних досліджень.

Для постановки решти діагнозів потрібна додаткова інформація. Щоб її отримати, треба використовувати відповідні медичні прилади і апарати. По даним ВООЗ, більше 70% діагнозів у медицині встановлюється за допомогою так званих променевих методів дослідження (ультразвук, рентгенівське випромінювання, іонізуюче випромінювання, теплове випромінювання).

Серед усіх променевих методів дослідження ультразвук займає особливе місце. Чому? По сукупності позитивних характеристик з ультразвуковим дослідженням важко порівняти який-небудь інший метод, оскільки, жоден не має такого поєднання переваг:

• УЗІ дає достовірну інформацію про положення, форму і розміри внутрішніх органів.

• Дослідження зручне, загальнодоступне і не вимагає складної підготовки.

• Ультразвук практично нешкідливий і безпечний для лікаря і пацієнта.

• Дослідження безболісне і не пов'язане з неприємними відчуттями.

• Невеликі витрати часу на проведення дослідження.

• УЗ-дослідження проводиться в режимі реального часу.
Метод ультразвукової ехолокації, який застосовують у невропатології та нейрохірургії, має назву – ехоенцефалографія. Він дає можливість раннього вияву внутрішньочерепних крововиливів, абсцесів, рецидивів пухлинних захворювань мозку та інших. Ехоенцефалографія дає можливість контролювати результати внутрічерепних операцій, діагностувати такі грізні післяопераційні ускладнення як внутрічерепна гематома, набряк мозку та ін.

Крім діагностики, ультразвук дуже широко використовується в інших сферах медицини: терапія, хірургія, нейрохірургія, педіатрія, фармація, стоматологія, онкологія і т.д. У зв`язку з цим існує гостра потреба в повноцінній підготовці медичного персоналу по темі «ультразвук». Це дозволить максимально ефективно використовувати сучасні медичні знання та апаратуру і якнайкраще допомагати людям.





  1. Навчальні цілі.


Знати:

  • фізичні характеристики ультразвуку та особливості його поширення;

  • способи отримання ультразвуку;

  • закони відбивання і поглинання ультразвуку;

  • фізичні основи УЗ-методів діагностики;

  • на рівні блок-схеми будову ехолокатора і призначення кожного блоку;

  • принципи ехолокації та трансмісії як ультразвукових методів дослідження у клініці;

  • основні характеристики ехолокатора: роздільна здатність, межа роздільності, максимальна глибина зондування (межа проникнення), мертва зона;

  • причини погіршення роздільної здатності та максимальної глибини зондування;

  • сфери використання методу ехолокації в медицині.


Вміти:

  • демонструвати навички роботи з ехолокатором;

  • отримувати ехосигнали відбиваючих структур;

  • визначати геометрію і місце локалізації об`єкта, роздільну здатність приладу.




  1. Міждисциплінарна інтеграція

(базові або вихідні знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми).


Назви попередніх дисциплін, вивчення яких сприяло набуттю базових знань, вмінь, навичок

Отримані базові знання, вміння, навички

Фізика

Тема «Механічні коливання і хвилі»:

  • уміти розпізнавати прояви хвильових явищ у природі;

  • описувати практичне застосування ультразвукових хвиль у техніці;

  • порівнювати особливості хвиль різних діапазонів;

  • застосовувати формули для визначення фізичних величин та їх одиниць.

Біофізика

Тема: «Звук. Фізичні та слухові характеристики. Звукові вимірювання. Фізичні основи звукових методів дослідження у клініці.»

  • Знати види і основні характеристики механічних хвиль.

  1. Забезпечення вихідного рівня.






З/П

Запитання

Відповіді

1.

Що таке ультразвук?

Ультразвук – це механічні хвилі з частотою від 20000 до 109 Гц.

2.

Які хвилі називають поздовжніми?

Поздовжніми називають механічні хвилі, у яких напрямок руху коливальних частинок відбувається у тій же площині, що й напрямок розповсюдження механічної хвилі.

3.

Що таке амплітуда?

Амплітуда (А) – це модуль найбільшого зміщення тіла відносно положення рівноваги.

4.

Що називається періодом коливання?

Період (Т) – це час, за який відбувається одне повне коливання.

5.

Що таке частота?

Частота () – це число повних коливань за одиницю часу.

6.

Що таке довжина хвилі?

Довжина хвилі – це відстань, на яку поширюється хвиля швидкістю  за один період T.

7.

Що таке інтенсивність механічної хвилі?

Інтенсивність механічної хвилі І – це кількість енергії Е, яку механічна хвиля переносить через площу S (ця площа розміщена перпендикулярно до напрямку поширення хвилі) за час t:

8.

За якою формулою визначається інтенсивність механічних хвиль?

або , якщо .




  1. Самостійна робота студентів.




    1. Перелік основних термінів, параметрів, характеристик (по темі), які повинен засвоїти студент при підготовці до заняття:

  • П`єзокристал – це такий вид кристалу, у якому може виникати прямий або зворотній п`єзоефект.

  • Прямий п`єзоефект полягає в тому, що під дією механічної деформації на гранях п`єзокристалу виникають заряди протилежних знаків (різниця потенціалів).

  • Зворотній п`єзоефект полягає в тому, що під дією електричного поля (тобто зарядів протилежних знаків (різниці потенціалів)) п`єзокристал деформується. Причому, якщо поміняти місцями знаки зарядів, то деформація змінить свій напрямок: із деформації розтягу утвориться деформація стиску!

  • Роздільна здатність ехолокатора – це здатність ехолокатора показувати два окремі ехосигнали від двох відбиваючих структур.

  • Межа роздільності ехолокатора – це мінімальна відстань між двома відбиваючими структурами, від яких можливо зареєструвати два окремі ехосигнали.

  • Максимальна глибина зондування – це найбільша відстань до відбиваючої поверхні, сигнал від якої ще може бути зареєстрований;

  • Мертва зона – це ділянка (відстань) поблизу датчика, в межах якої неможливо зареєструвати відбиті сигнали.




    1. Теоретичні питання до заняття:

  1. Ультразвук (УЗ), джерела та приймачі УЗ. Явища, що лежать в основі функціонування джерел УЗ (магнітострикції, прямий та зворотній п`єзоефекти).

  2. Фізичні характеристики УЗ (частота, довжина хвилі, акустичний тиск, інтенсивність).

  3. Властивості та особливості поширення УЗ хвиль: променевий характер поширення, відбивання та заломлення на межі поділу двох середовищ (в залежності від різниці акустичних опорів середовищ), поглинання, фокусування, різна швидкість поширення в різних середовищах, можливість досягнення великого значення інтенсивності.

  4. Закон поглинання УЗ, його формула. Врахування явища поглинання ультразвуку газами при УЗ методах дослідження.

  5. Будова ехоенцефалоскопа. Ехолокаційний та трансмісійний режими роботи ехоенцефалоскопа.

  6. Роздільна здатність, межа роздільності, максимальна глибина зондування, мертва зона ехолокатора.

  7. Дія УЗ на речовину (механічний, тепловий, фізико-хімічний, біологічний ефекти). Сфери використання УЗ хвиль в медицині, фармації, стоматології.




    1. Практичні роботи (завдання), які виконуються до заняття:

а) Вивчити відповіді на питання № 1 - 7.

б) Написати в зошит протокол лабораторної роботи № 23 (вимоги до протоколу див. в книзі Дяков В.А., Ґудзь В.О., Желіба В.Т., Іваницький Б.Г., Ковальчук П.П., Назаренко Н.С., Хаїмзон І.І. Лабораторний практикум з медичної і біологічної фізики. Вінниця, друкарня ВНМУ, 1999, стор. 4-5, 190-197).

в) Розв`язати задачі №1 - 3.
Задача № 1.

Інтенсивність ультразвуку, що падає на межу поділу двох середовищ, становить 0,6 Вт/м2. Інтенсивність відбитого променя – 0,22 Вт/м2, заломленого – 0,38 Вт/м2. Визначити коефіцієнти відбивання та заломлення.



Задача № 2.

Як зміниться межа роздільності, якщо:

а) довжину УЗ хвилі збільшили в 2 рази;

б) довжину УЗ хвилі зменшили в 3 рази;

в) частоту УЗ хвилі збільшили в 4 рази;

Задача № 3.

Як зміниться роздільна здатність, якщо:

а) межу роздільності збільшили в 2 рази;

б) межу роздільності зменшили в 3 рази?




    1. Завдання для самоконтролю


Виберіть вірну відповідь (вірні відповіді):



з/п

Завдання для самоконтролю

Варіанти відповідей

1.

В чому полягає суть прямого п`єзоефекту?

1. Суть прямого п`єзоефекту полягає в тому, що під дією механічної деформації на гранях п`єзокристалу виникають заряди протилежних знаків (різниця потенціалів).

2. Суть прямого п`єзоефекту полягає в тому, що під дією електричного поля зарядів протилежних знаків (різниці потенціалів) п`єзокристал деформується.

3. Суть прямого п`єзоефекту полягає в тому, що ехолокатор здатний показувати два окремі ехосигнали від двох відбиваючих структур.


2.

Що таке межа роздільності?

  1. Межа роздільності - це відстань, на яку поширюється хвиля швидкістю  за один період T.

  2. Межа роздільності - це здатність ехолокатора показувати два окремі ехосигнали від двох відбиваючих структур;

  3. Межа роздільності - це мінімальна відстань між двома відбиваючими структурами, від яких можливо зареєструвати два окремі ехосигнали.

3.

Інтенсивність падаючого променя становить 1,2 Вт/м2, коефіцієнт відбивання – 0,4. Чому дорівнює інтенсивність відбитого променя?

1. 0,30;

2. 0,33;


3. 0,48;

4. 0,72


5. 3.

4.

Коефіцієнт поглинання УЗ дорівнює 0,1 м-1. Що це означає?

1. Шар речовини товщиною 0,1 м зменшує інтенсивність УЗ в 10 раз;

2. Шар речовини товщиною 0,1 м зменшує інтенсивність УЗ в е раз;

3. Шар речовини товщиною 10 м зменшує інтенсивність УЗ в е раз;

4. Шар речовини товщиною 10 м зменшує інтенсивність УЗ в 2 рази;

5. Шар речовини товщиною 10 м зменшує інтенсивність УЗ в 2,718 раз.


5.

Що таке роздільна здатність?

  1. Роздільна здатність - це відстань між двома відбиваючими структурами, від яких можливо зареєструвати два окремі ехосигнали.

  2. Роздільна здатність - це здатність ехолокатора показувати два окремі ехосигнали від двох відбиваючих структур;

  3. Роздільна здатність - це мінімальна відстань між двома відбиваючими структурами, від яких можливо зареєструвати два окремі ехосигнали.

6.

Інтенсивність механічних

хвиль визначається формулою:



1. І = І0 · е-2tах.

2. І = 2π2· ρ · А2 · ν2 · υ.

3. .


7.

Променевий характер розповсюдження УЗ зв’язаний з ...

1. Великою інтенсивністю УЗ.

2. Малою довжиною хвилі УЗ.

3. Сильним поглинанням у газових середовищах.



Вірні відповіді: 1 – 1; 2 - 3; 3- 3; 4 – 3 і 5; 5 - 2; 6 – 2; 7 - 2.

6. Література
Основна:

  1. Дяков В.А., Ґудзь В.О., Желіба В.Т., Іваницький Б.Г., Ковальчук П.П.,

Назаренко Н.С., Хаїмзон І.І. Лабораторний практикум з медичної і біологічної фізики. Вінниця, друкарня ВНМУ, 1999, стор. 42-46, 190-197.

  1. Лекції з медичної та біологічної фізики.

  2. Хаїмзон І.І., Іваницький Б.Г., Дяков В.А., Желіба В.Т. Фізичні основи променевих методів дослідження в медицині. Вінниця, друкарня ВНМУ, 2002, стор. 7-18, 24-30, 44-46.


Додаткова:

  1. Чалий О.В. Медична і біологічна фізика. - К.: Книга плюс, 2005, стор. 175-177, 213-214.

  2. Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика. М.: Дрофа, 2005, стр. 108-111, 242-244.

  3. Ливенцев Н.М. Курс физики в 2-х томах. М.: Высшая школа, 1978, т.1, стр. 103-107, 118-119.

  4. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. М.: Высшая школа, 1987,

стр. 164-167, 282-284.
7. Аудиторна робота.
• Вступ.

• Перевірка наявності протоколу лабораторної роботи № 23.

• Розгляд питань в процесі опитування і виконання лабораторної роботи № 23.

• Оформлення протоколу лабораторної роботи № 23.

• Тестовий контроль знань студентів.

• Підведення підсумків, пояснення домашнього завдання.


Автор: Тарчинець О.І.




База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка