| Тема раздела: | Механические свойства твердых тел и биологических тканей |
| Тема занятия: | МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ |
| Цель занятия: | Изучить основные механические свойства тканей. Знать их значение в реализации функций различных органов |
Теоретические вопросы:
1. Деформации и их виды. Закон Гука для упругих деформаций.
2. Механические свойства биотканей (мышечная и костная ткани, кровеносные сосуды).
3. Механические модели биообъектов.
4. Молекулярные основы упруго-эластических свойств биообъектов. Активное и пассивное напряжение мышц.
5. Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека.
6. Механическая работа человека. Эргометрия.
- Практически выполнить:
- Самостоятельно решить задачи №№ 2.125-2.128 Ремизов А.Н. Сборник задач по медицинской и биологической физике. – М.: Высшая школа, 1987.
| Лабораторная работа: | Определение модуля упругости кости по изгибу |
| Цель работы: | Осуществить проверку выполнения закона Гука для костной ткани. Определить численное значение модуля упругости кости. |
| Приборы и принадлежности: | 1. индикатор длин; 2. штангенциркуль; 3. миллиметровая линейка длиной 30 см; 4. две опоры со стальными призмами; 5. пластина, вырезанная из бедренной кости; 6. кусок бедренной или плечевой кости длиной 20–25 см; 7. пластина органического стекла; 8. алюминиевая и стеклянная трубки длиной 30 см; 9. набор грузов по 50 и 100 г (всего 5 кг) |
ЗАНЯТИЕ №16
| Тема раздела: | Итоговый контроль знаний и практических навыков |
| Тема занятия: | Зачет по разделам: - Математическое описание медико-биологических процессов и обработка медицинских данных. - Механические колебания и волны. Акустика. УЗИ. - Механические свойства твердых тел и биологических тканей. - Биореология. Физические основы гемодинамики. |
| Цель занятия: | Контроль усвоения знаний и приобретенных практических навыков |
Вопросы к зачету
1. Функция и аргумент. Способы задания функциональной зависимости.
2. Производная функции как мера скорости процесса. Градиенты.
3. Геометрический и механический смысл производной.
4. Основные правила дифференцирования и производные элементарных функций.
5. Производные высших порядков.
6. Применение производных для исследования функций на экстремум.
7. Дифференциал функции.
8. Применение дифференциального исчисления в приближенных вычислениях.
9. Функции двух и нескольких переменных. Состояние организма как функция многих переменных.
10. Частные производные и полный дифференциал функции нескольких переменных.
11. Первообразная функция и неопределенный интеграл.
12. Основные свойства неопределенного интеграла. Основные формулы интегрирования.
13. Методы нахождения неопределенных интегралов (приведение к табличному виду, метод замены переменной, интегрирование по частям).
14. Определенный интеграл. Свойства определённого интеграла.
15. Применение определенного интеграла к вычислению площадей фигур и работы переменной силы.
16. Связь между определенным и неопределенным интегралами. Правило Ньютона-Лейбница.
17. Понятие об обыкновенных дифференциальных уравнениях.
18. Дифференциальные уравнения первого порядка с разделяющимися переменными. Общие и частные решения дифференциальных уравнений.
19. Составление и решение дифференциальных уравнений первого порядка на примерах задач медико-биологического содержания: закон растворения лекарственных форм вещества из таблетки, закон размножения бактерий и др.
20. Случайное событие, вероятность случайного события.
21. Законы сложения и умножения вероятностей.
22. Дискретные и непрерывные случайные величины.
23. Законы распределения дискретных и непрерывных случайных величин.
24. Числовые характеристики случайных величин: математическое ожидание мода, медиана, дисперсия среднеквадратическое отклонение.
25. Примеры различных законов распределения. Нормальный закон распределения.
26. Задачи математической статистики.
27. Выборочный метод. Генеральная совокупность и выборка.
28. Статистическое распределение выборки (дискретный и интервальный ряды распределения). Полигон и гистограмма.
29. Эмпирическая функция распределения.
30. Выборочные характеристики и точечные оценки характеристик генеральной совокупности: выборочная средняя, оценка дисперсии, оценка среднеквадратического отклонения (стандартное отклонение), оценка среднеквадратического отклонения выборочной средней (ошибка среднего).
31. Доверительный интервал для оценки математического ожидания нормального распределения.
32. Оценка случайных погрешностей при прямых и косвенных измерениях.
33. Нулевая и альтернативная гипотезы. Ошибки первого и второго рода. Уровень значимости.
34. Проверка гипотез относительно средних. t-критерий Стьюдента, T-критерий Крамера-Уэлча.
35. Проверка гипотезы о нормальности закона распределения – критерий ХИ-квадрат.
36. Статистическая и корреляционная зависимости.
37. Форма и направление корреляционной связи: уравнение регрессии, линия регрессии. Линейная корреляция, коэффициенты регрессии.
38. Теснота (сила) корреляционной связи: коэффициент линейной корреляции.
39. Понятие об однофакторном дисперсионном анализе.
40. Механические колебания: гармонические, затухающие.
41. Энергия гармонических колебаний.
42. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
43. Сложение колебаний, направленных вдоль одной прямой и во взаимно перпендикулярных направлениях
44. Сложные колебания. Гармонический спектр сложных колебаний, теорема Фурье. Разложение колебаний в гармонический спектр.
45. Механические волны, их виды и скорость распространения.
46. Уравнение волны. Энергетические характеристики волны.
47. Излучатели и приёмники УЗ.
48. Особенности распространения ультразвуковой волны: малая длина волны, направленность, поглощение преломление, отражение.
49. Взаимодействие УЗ с веществом: деформация, кавитация, выделение тепла, химические реакции.
50. Использование УЗ в медицине: терапии, хирургии, диагностике.
51. Эффект Доплера и его применение для неинвазивного измерения скорости кровотока.
52. Инфразвук и его воздействие на человека.
53. Акустика. Физические характеристики звука.
54. Характеристики слухового ощущения и их связь с физическими характеристиками звука. Закон Вебера-Фехнера. Уровни интенсивности, уровни громкости звука и единицы их измерения.
55. Аудиометрия и фонокардиография.
56. Физические основы работы аппарата восприятия звука.
57. Поглощение и отражение звуковых волн, акустический импеданс. Реверберация.
58. Основные понятия гидродинамики. Условие неразрывности струи. Уравнение Бернулли.
59. Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Единицы вязкости. Кровь как неньютоновская жидкость. Феномен Фареуса-Линдквиста. Факторы, влияющие на вязкость крови в живом организме.
60. Формула Пуазейля. Гидравлическое сопротивление. Распределение давления и скорости течения крови в сосудистой системе.
61. Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Условия проявления турбулентности в системе кровообращения.
62. Методы измерения вязкости жидкостей, определение вязкости крови.
63. Пульсовая волна. Роль эластичности кровеносных сосудов в системе кровообращения.
64. Физические принципы определения давления и скорости движения крови.
65. Работа и мощность сердца, их количественные оценки.
66. Особенности молекулярного строения жидкостей.
67. Поверхностное натяжение, единицы измерения коэффициента поверхностного натяжения.
68. Явления смачивания и несмачивания. Капиллярные явления. Давление Лапласа. Газовая эмболия.
69. Поверхностные явления в альвеолах. Сурфактант.
70. Методы измерения коэффициента поверхностного натяжения.
71. Деформации и их виды. Закон Гука для упругих деформаций.
72. Механические свойства биотканей (мышечная и костная ткани, кровеносные сосуды).
73. Механические модели биообъектов.
74. Молекулярные основы упруго-эластических свойств биообъектов. Активное и пассивное напряжение мышц.
75. Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека.
76. Механическая работа человека. Эргометрия.
ЗАНЯТИЕ № 17
| Тема раздела: | Биоэнергетика. Термодинамика биосистем |
| Тема занятия: | БИОЭНЕРГЕТИКА. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ И ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ |
| Цель занятия: | Знать основные понятия и положения термодинамики. Уметь интерпретировать их применительно к энергообмену в биологических системах |
Теоретические вопросы: