Воздействие на живые ткани электромагнитным полем СВЧ-частот.

СВЧ - терапия - воздействие переменным электромагнитным полем сверхвысокой частоты (СВЧ) в диапазоне от 300 до 3000 МГц на живые ткани. Интенсивность излучения волн СВЧ-диапазона за счет теп­лового составля­ет всего 2 • 10¹³ Вт/м². Такие частоты называют также микроволновыми. Электромагнитное поле микроволнового диапазона частот проникает в ткани на глубину от 10 до 12 см. Действие СВЧ-радиоволн на ткани организмасопровождается их нагревом за счет теплоты, выделяемой при поляризации и протекании электрического тока.С помощью СВЧ-радиометров можно измерить температуру в глубине тела человека. Радиоволны СВЧ-диапазона поглощаются на расстоянии, которое составля­ет несколько см. Чем больше в ткани воды (элект­ролита), тем с меньшей глубины можно измерить температуру. Оптимальными для измерения глубинной температуры яв­ляются радиометры с длиной волны в свободном пространстве λ = 20 - 40 см: у более коротковолновых устройств глубина проникновения снижается до нескольких миллиметров.

Применение медицине. Диагностика злокачественных опухолей различных органов.

19. Ультрафиолетовое излучение. Диапазоны ультрафиолетового излучения. Применение в медицине:

УФ излучение-электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 10 до 400 нм (7,5·10¹⁴—3·10¹⁶ Гц).

УФ-B-излучение имеет длину волн от 280 до 315 нм и считается излучением средней энергии, представляющим опасность для органа зрения человека. УФ-A-излучение – это наиболее длинноволновая составляющая ультрафиолета с диапазоном длин волн 315–380 нм, которая имеет максимальную интенсивность к моменту достижении поверхности Земли. УФ-A-излучение глубже всего проникает в биологические ткани, хотя его повреждающее действие меньше, чем у УФ-B-лучей.

В медицине: Для ультрафиолетового облучения пользуются солнечным светом, а также искусственными источниками облучения: ртутно-кварцевыми и аргонортутно-кварцевыми лампами. С помощью специальных бактерицидных ламп может производиться стерилизация воздуха в лечебных учреждениях и жилых помещениях, стерилизация молока, воды и т. д. Ультрафиолетовые лучи особенно широко используются для облучения детей. Улучшается общее физическое развитие, нормализуется кровь, проницаемость сосудов.
Используют при:

1) при лечении рахита;

2) после перенесенных инфекционных заболеваний;

3) при туберкулезных заболеваниях костей, суставов, лимфатических узлов;

4) при фиброзном туберкулезе легких без явлений, указывающих на активацию процесса;

5) при заболеваниях периферической нервной системы, мышц и суставов;

6) при заболеваниях кожи;

7) при ожогах и отморожениях;

8) при гнойных осложнениях ран;

9) при рассасывании инфильтратов;

10) в целях ускорения регенеративных процессов при травмах костей и мягких тканей.

20. Инфракрасное излучение. Диапазоны инфракрасного излучения. Применение в медицине:

Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны^[1] λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм)

Весь диапазон инфракрасного излучения делят на три составляющих:

-коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм;

-средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм;

-длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм

Инфр. Излучение применяют в физиотерапии- специализированная область клинической медицины, изучающая физиологическое и лечебное действие природных и искусственно создаваемых физических факторов на организм человека.

Среди самых крупных разделов физиотерапии можно отметить:

-лечение с помощью лазеротерапии, низкочастотной лазерной терапии,

-диадинамотерапии,

-амплипульстерапии в офтальмологии,

-транскраниальной и трансвертебральной микрополяризации,

-миостимуляции,

-теплового излучения и других различных механических воздействий,

-криотерапии

Современные методы регистрации инфракрасного излучения позволяют обнаруживать места локализации тромбов или злокачественных опухолей. Также широкое применение инфракрасное излучение нашло в косметологии для проведения процедур, связанных с уходом за кожей лица и тела.Инфракрасное излучение улучшает циркуляцию крови.

21. Медицинская поляриметрия. Оптическая активность веществ (примеры оптически активных тканей в организме человека. Строение и принцип работы поляриметра-сахариметра

Свет имеет двойственную природу, с одной стороны это электромагнитная волна(ЭВМ), с другой – поток частиц – фотонов. В ЭВМ колеблются не частицы, а вектора напряженности электрического поля (Е) и индукции магнитного поля (В) в направлениях, перпендикулярно друг другу и по направлению распространения волны Х. Если вектор Е колеблется во всевозможных направлениях, этот свет естественный, если только в одном – поляризованный. Устройство, позволяющее получить поляризованный свет из естественного называется поляризатором (П). Анализатор (А) – тот же поляризатор, необходимый для анализа поляризации.
I = I₀*cos²φ

I₀ – интенсивность света при параллельном расположении осей поляризатора и анализатора. I – интенсивность света, прошедшего через систему П – А или П – П. Косинус фи – косинус угла между осями двух устройств. Оптически активные вещества - некоторые растворы, способные поворачивать плоскость колебания поляризованного света (сахара, аминокислоты и пр.) Угол поворота (фи) зависит от рода вещества (α) , концентрации раствора (С), толщины кюветы( L)
φ =α*С*L. Данное свойство используют для измерения концентраций биологически важных веществ в различных жидкостях. При этом необходимо использовать поляризованный свет. Оптически активные в-ва: лимфа, ликвор, печень и т.д.

Поляриметр содержит: светофильтр (С), поляризатор (П), кварцевую пластинку (КП – тсавится на пути не всех, а только центр. Лучей), держатель для кюветы с исследуемой жидкостью (ДсК), анализатор (А), окуляр (Ок – линзу для получения четкой картины). Вращением анализатора добиваются одинаковой освещенности всего поля зрения поляриметра. Это будет тогда, когда ось анализатора делит угол между поляризатором и «кварцем» пополам.

Сначала измеряется угол поворота фи для растворов известной концентрации. До того как поставить кювету с раствором в поляриметре добиваются одинаковой освещенности всего поля зрения, и по нониусу опред. Угол – положение анализатора фи1 (до 10ых долей гр). Затем ставят кювету и делают то же самое – опред. Фи2 для одинаковой освщенности всего поля зрения. Угол поворота находят как разность: φ = φ2 – φ1 (с учетом знака углов). Проделав такие измерения дл различных известных концентр., далее строят градуированный график φ = φ(С). Затем опред. Угол поворота для раствора с неизвестной концентрацией, по построенному графику находят неизвестную концентрацию. В результате измерений эксперемент. точки обычно не ложатся на прямую линию. Для построения графика следует по кажд. концетр. Опред. Угол вращения – затем вычислить его среднее значение и уже по этому среднему значению построить график φ = φ(С)

22.Дифракция света на живых клетках. Измерение размеров эритроцитов методом дифракции.Дифpакцией называется огибание светом пpепятствий. Дифракция тесно связана с явлением интерференции.
Явление дифракции света объясняется: каждая точка волнового фронта является источником вторичных волн, причем все вторичные источники когерентны (принцип Гюйгенса - Френеля).

Дифракция происходит в том случае, когда размеры препятствий соизмеримы с длиной волны: L ~ Л.

Дифракционная решетка - оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками. Число штрихов у хороших дифракционных решеток доходит до нескольких тысяч на 1 мм.

Если ширина прозрачной щели (или отражающих полос) а, а ширина непрозрачных промежутков (или рассеивающих свет полос) b, то величина d = а + b называется периодом решетки.

Измерение размеров эритроцитов методом дифракции.
Для исследования биологических объектов наиболее часто используется дифракционный метод.
Одним из наиболее распространенных объектов дифрактометрического исследования являются красные клетки крови.
ход исследования: Эридифрактометр предназначен для динамического контроля сдвиговой упругости живых эритроцитов (достаточно стандартной пробы крови из пальца) в гидродинамическом контуре, который моделирует круг кровообращения . Суспензию с концентрацией эритроцитов заливают в широкую буферную часть с открытой поверхностью. Через нее же можно вводить свет, добавлять и откачивать кислород, а также применять иные воздействия, например, тестировать реакцию на лекарственный препарат. Измерения проводятся в другой части контура, где луч зондирующего и весьма маломощного (менее 1 мВт) лазера пересекает тонкую оптическую кювету - плоский капилляр. Используется основное свойство дифракции Фраунгофера (в параллельных лучах). Световой пучок, пересекающий плоскость с N случайно расположенными малыми дисками одинакового диаметра, дает такую же систему концентрических колец, как и одиночный диск, только яркость изображения в N раз больше. По нему сразу можно определить диаметр диска. Если диаметры дисков немного различаются (что характерно для эритроцитов!), то кольца немного размываются, и с помощью фотометрирования можно определить распределение по размерам. Когда диски овальные, но в плоскости ориентированы одинаково, дифракционная картина состоит из системы овальных колец, развернутых на 90 градусов.

23.Тормозное рентгеновское излучение. Строение, принцип работы и характеристики рентгеновской трубки:

Тормозное излучение — электромагнитное излучение, испускаемое заряженной частицей при её рассеянии (торможении) в электрическом поле. Электрон, движущийся в некоторой среде, теряет свою скорость. При этом возникает отрицательное ускорение. Согласно теории Максвелла, любоеускоренное движение заряженной частицы сопровождается электромагнитным излучением. Излучение, возникающее при торможении электрона в веществе анода, называют тормозным рентгеновским излучением. Спектр тормозного излучения непрерывен, максимальная энергия равна начальной энергии частицы.

Рентгеновская трубка- электровакуумный прибор, предназначенный для генерации рентгеновского излучения.
Излучающий элемент представляет собой вакуумный сосуд с тремя электродами: катодом, накалом катода и анодом. В рентгеновских трубках электроны, испущенные катодом, ускоряются под действием разности электрических потенциалов между анодом и катодом (при этом рентгеновские лучи не испускаются, так как ускорение слишком мало) и ударяются об анод, где происходит их резкое торможение. При этом за счёт тормозного излучения происходит генерация излучения рентгеновского диапазона, и одновременно выбиваются электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий (характеристическое излучение, частоты определяются законом Мозли: где Z — атомный номер элемента анода, A и B — константы для определённого значения главного квантового числа n электронной оболочки).