Основи метрології та біометрії

Міністерство освіти і науки України

Ужгородський національний університет

КАФЕДРА ТВЕРДОТІЛЬНОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ

Панаіт Т. І., Пуга Г. Д., Різак В. М.

«Медична і біологічна фізика»

Методичні вказівки до лабораторних робіт для

Студентів медичного факультету

Ужгород 2007

ББК 77.58

УДК 378.661.r35

Панаіт Т. І., Пуга Г. Д., Різак В. М. Медична і біологічна фізи­ка: Методичні вказівки до лабораторних робіт для сту­ден­тів медичного факультету. ― Ужгород, 2007. ― 224 с. ISBN 966–7619–42–7

Рецензенти:професор кафедри факультетської терапії,доктор медичних наук М. І. Фатула;

Завідувач відділом фотоядерних процесів ІЕФ НАНУ,
доктор фізико-математичних наук, професор В. Т. Маслюк

Технічний редактор: проф. В. М. Різак

Верстка: асп. Ю. Е. Зізда

ББК 77.58

УДК 378.661

ISBN 966–7619–42–7 © Панаіт Т. І., Пуга Г. Д., Різак В. М., 2007

Зміст

Розділ 1. Метрологія і біометрія.. 5

1.1. Лабораторна робота № 1.
Використання в медико-біологічних дослідженнях розподілу Гаусса. 17

1.2. Лабораторна робота № 2. Кореляційний аналіз зв’язків між випадковими змінними величинами в медицині 27

Розділ 2. Основи біомеханіки і молекулярних явищ.... 35

2.1. Лабораторна робота № 1. Вимірювання параметрів періодичних процесів.. 36

2.2. Лабораторна робота № 2. Заняття спектральної характеристики слуху аудіограми — на порозі чутності 42

2.3. Лабораторна робота № 3.
Визначення коефіцієнта в’язкості рідини за допомогою капілярного віскозиметра.. 52

2.4. Лабораторна робота № 4.
Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом відриву краплини.. 64

2.5. Лабораторна робота № 5. Визначення параметрів оточуючого середовища.. 72

2.6. Лабораторна робота №6. Визначення тиску крові людини.. 77

Розділ 3. Електродинаміка та електронна медична апаратура.. 84

3.1. Лабораторна робота № 1. Дослідження роботи випрямляча змінного струму.. 87

3.2. Лабораторна робота № 2. Вивчення роботи транзисторного підсилювача.. 95

3.3. Лабораторна робота № 3. Вивчення роботи електронного осцилографа.. 106

3.4. Лабораторна робота № 4. Вивчення роботи електрокардіографа.. 115

3.5. Лабораторна робота № 5. Дослідження апарата для УВЧ-терапії. 123

3.6. Лабораторна робота № 6. Вивчення роботи реографа.. 130

3.7. Лабораторна робота № 7. Вивчення електронної діагностичної апаратури для реєстрації неелектричних процесів 137

3.8. Лабораторна робота № 8.
Вивчення апаратів електростимуляції на базі імпульсної техніки.. 140

Розділ 4. Квантовооптичні явища.. 147

4.1. Лабораторна робота № 1. Вивчення фізичних основ мікроскопії. 148

4.2. Лабораторна робота № 2. Вивчення фізичних основ рефрактометрії. 156

4.3. Лабораторна робота № 3. Вивчення основ спектрометричних вимірювань.. 162

4.4. Лабораторна робота № 4.
Визначення концентрації цукру у розчині поляризаційним методом... 169

4.5. Лабораторна робота № 5. Вивчення фізичних основ дифрактометрії. 178

4.6. Лабораторна робота № 6.
Визначення концентрації розчину за допомогою фотоелектроколориметра.. 188

Література 194

Додаток 1.1.1. 195

Додаток 1.2.1. 209

Основні фізичні константи.. 216

Розділ 1

МЕТРОЛОГІЯ І БІОМЕТРІЯ

Даний розділ практикуму охоплює основи сучасної метрології та біометрії. При його вивченні студенти повинні оволодіти системним підходом до біофізичних вимірів, різною медичною апаратурою та методами обробки результатів медико-біологічної інформації. До кожного лабораторного заняття необхідно вивчити: теоретичний матеріал по темі роботи; методику виконання лабораторної роботи.

Основи метрології та біометрії

Сьогодні є реальністю використання обчислювальної техніки в медицині, впровадження автоматизованих систем керування в лікувальних закладах, нагромаджений певний досвід використання ЕОМ в медицині та охороні здоров’я, в області наукової інформації та прогнозування науки. Сучасні методи діагностики і терапії немислимі без медичної техніки ― апаратури для реєстрації, передачі та обробки інформації (електро- і реокардіографи, електро- і реоенцефалографи), засобів активної дії на людину (фізіотерапевтична апаратура), комплексів рентгенівського обладнання, автоматичного лабораторного обладнання. Тому сучасному лікарю необхідний високий рівень фізико-технічної підготовки у вузі, який сприяв би постійному вдосконаленню знань в області медичної техніки.

Методи та засоби вимірювань, що використовуються у медицині, діагностична і лікувальна апаратура вимагають від медика спеціальних метрологічних знань та вмінь при вимірюванні і оцінці точності отриманих результатів.

Метрологія і біометрія — методики вимірів медико-біологічних величин за допомогою спеціальних технічних засобів та використання цих вимірів стосовно вивчення живих організмів — визначають своєрідність медицини як науки.

Мета будь-якого дослідження — встановити зв’язок між різними явищами і параметрами. Кількісну залежність між досліджуваними величинами отримують при вимірюваннях.

Вимірювання — це процес отримання та обробки інформації про вимірювану величину з метою визначення кількісного результату при її порівнянні з відповідною одиницею вимірювання.

Існує багато методів фізичних вимірів, які можна класифікувати за деякими ознаками:

Прямі виміри полягають в безпосередній взаємодії об’єкта та вимірювального пристрою і відліку вимірюваної величини по шкалі приладу.

Посередні виміри полягають у визначенні шуканої величини за вимірами величини з похибкою, що має розмірність досліджуваної величини.

Порогові виміри встановлюють тільки факт наявності величини. Якщо виміри виконані одноразовим спостереженням, їх називають звичайними, а при багаторазових спостереженнях — статистичними.

Динамічні виміри — це такі, при яких вимірювана величина змінюється з часом.

Статичні виміри характеризуються незмінними або усеред­неними по часу фізичними величинами. Поряд із наведеною класифікацією виміри можна класифікувати і за іншими ознаками.