Понятие о контрасте и контрастном рентгеновском изображении. Защита от рентгеновского излучения. Технический принцип рентгенографии и рентгеноскопии.

Качество рентгеновского снимка, с технической точки зрения, определяется оптической плотностью почернения, контрастностью и резкостью изображения.

Контрастность - разность плотностей почернения двух соседних участков или деталей рентгеновского снимка. В практических условиях о степени контрастности судят не по разности плотностей почернения двух соседних участков снимка, а по различию света, прошедшего сквозь отдельные участки пленки и воспринятого нашим глазом.

Контраст, воспринимаемый нашим глазом, называется субъективным контрастом и является лишь косвенным мерилом объективного контраста, который характеризуется разностью плотностей почернения двух соседних участков снимка.

Контрастное усиление. Для улучшения дифференцировки органов друг от друга, а также нормальных и патологических структур, используются различные методики контрастного усиления.

Защита от рентгеновского излучения.

Различают три вида защиты: защита временем, расстоянием и материалом.

Чем больше время и чем меньше доза, тем больше экспозиционная доза. Необходимо минимальное время находиться под воздействием ионизирующего излучения и на максимально возможном расстоянии от источника излучения.

Защита материалом основывается на различной способности веществ поглощать разные виды ионизирующего излучения. Защита от альфа-излучения проста: достаточно листа бумаги или слоя воздуха толщиной в несколько сантиметров, чтобы полностью поглотить альфа-частицы. Однако работая с радиоактивными источниками следует остерегаться попадания альфа-частиц внутрь организма при дыхании или приеме пищи.

Для зашиты от бета-излучения достаточно пластин из алюминия, плексигласа или стекла толщиной в несколько см. при взаимодействии бета частиц с веществом может появиться тормозной рентгеновское излучение. Наиболее сложна защита от «нейтрального» излучения: рентгеновское и гамма-излучение, нейтроны. Эти излучения с меньшей вероятностью взаимодействуют с частицами вещества и поэтому глубже проникают в вещество.

Технический принцип рентгенографии и рентгеноскопии.

Одно из наиболее важных медицинских применений рентгеновского излучения – просвечивание внутренних органов с диагностической целью (рентгенодиагностика).

Для диагностики используют фотоны с энергией порядка 60-120 кэВ. При этой энергии массовый коэффициент ослабления в основном определяется фотоэффектом. Его назначение обратно пропорционально третьей степени энергии фотона в чем проявляется большая проникающая способность жесткого излучения, и пропорциональна третьей степени атомного номера вещества поглотителя.

Рентгенодиагностику используют в двух вариантах: рентгеноскопия – изображения рассматривают на рентгенолюминесцирующем экране, рентгенография – изображение фиксируется на фотопленке.

При массовом обследовании населения широко используют вариант рентгенографии – флюорография , при которой на чувствительной малоформатной пленке фиксируется изображение с большого рентгенолюминесцирующего экрана. При съемке используют линзу большой светосилы, готовые снимки рассматривают на специальном увеличении.

Вариантом рентгенографии является метод , называемый рентгеновской томографией. Томография позволяет получать послойные изображения тела на экране электронно-лучевой трубки или на бумаге с деталями менее 2 мм при различии поглощения рентгеновского излучения менее 0.1%. Это позволяет ,например, различать серое и белое вещество мозга и видеть очень маленькие опухолевые образования.

С лечебной целью рентгеновское излучение применяют главным образом для уничтожения злокачественных образований (рентгенотерапия).

2)Тоны Короткова. Физические основы применения неинвазивного метода Короткова для измерения систолического и диастолического давлений.

Метод Короткова – бескровный метод измерения систолического и диастолического давления крови в плечевой артерии.Тоны Короткова - звуки, которые слышны с помощью фонендоскопа, помещенного на лучевой артерии, при нагнетании воздуха в манжетку и его постепенном выпускании. Систолическое (верхнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального сокращения сердца. Диастолическое (нижнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального расслабления сердца. Метод Короткова предусматривает для измерения артериального давления очень простой тонометр, состоящий из механического манометра, манжеты с грушей и фонендоскопа. Метод основан на полном пережатии манжетой плечевой артерии и выслушивании тонов, возникающих при медленном выпускании воздуха из манжеты.

Если мускулатура расслаблена, то давление воздуха внутри манжеты, состоящей из эластичных стенок, приблизительно равно давлению в мягких тканях, соприкасающихся с манжетой – основная идея бескровного метода Короткова.Сначала избыточное над атмосферным давление воздуха в манжете равно нулю, манжета не сжимает руку и артерию. По мере накачивания воздуха в манжету последняя сдавливает плечевую артерию и прекращает ток крови. Выпуская воздух, уменьшают давление в манжете и в мягких тканях, с которыми она соприкасается. Когда давление станет равным систолическому, кровь будет способна пробиться через сдавленную артерию – возникает турбулентное течение. Этот процесс сопровождают характерные тоны и шумы (тоны Короткова). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови – резкое ослабление прослушиваемых тонов – диастолическое давление.

Билет№13 1) 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.

2)Тоны Короткова. Физические основы применения неинвазивного метода Короткова для измерения систолического и диастолического давлений.

Метод Короткова – бескровный метод измерения систолического и диастолического давления крови в плечевой артерии.Тоны Короткова - звуки, которые слышны с помощью фонендоскопа, помещенного на лучевой артерии, при нагнетании воздуха в манжетку и его постепенном выпускании. Систолическое (верхнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального сокращения сердца. Диастолическое (нижнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального расслабления сердца. Метод Короткова предусматривает для измерения артериального давления очень простой тонометр, состоящий из механического манометра, манжеты с грушей и фонендоскопа. Метод основан на полном пережатии манжетой плечевой артерии и выслушивании тонов, возникающих при медленном выпускании воздуха из манжеты.

Если мускулатура расслаблена, то давление воздуха внутри манжеты, состоящей из эластичных стенок, приблизительно равно давлению в мягких тканях, соприкасающихся с манжетой – основная идея бескровного метода Короткова.Сначала избыточное над атмосферным давление воздуха в манжете равно нулю, манжета не сжимает руку и артерию. По мере накачивания воздуха в манжету последняя сдавливает плечевую артерию и прекращает ток крови. Выпуская воздух, уменьшают давление в манжете и в мягких тканях, с которыми она соприкасается. Когда давление станет равным систолическому, кровь будет способна пробиться через сдавленную артерию – возникает турбулентное течение. Этот процесс сопровождают характерные тоны и шумы (тоны Короткова). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови – резкое ослабление прослушиваемых тонов – диастолическое давление.

Билет №14

1)Ультразвук. Воздействие ультразвука на организм, применение в медицине:

Ультразвуком называют механические колебания и волны с частотами более 20 кГц. Верхним пределом можно считать 10⁹-10¹⁰ Гц. Этот предел определяется межмолекулярными расстояниями и поэтому зависит от агрегатного состояния вещества, в котором распространяется ультразвуковая волна.

Три вида воздействия на организм:

- механическое

- тепловое

- химическое

Все три вида воздействия УВ на организм связано с явлением кавитации- это кратковременные возникновения микро полостей в местах разряжения волны.

Благодаря хорошему распространению ультразвука в мягких тканях человека ультразвук широко применяется для визуализации состояния внутренних органов человека, особенно в брюшной полости и полости таза. Ультразвуковая физиотерапия(метод воздействия)

Эхоэнцефалография-определение опухолей и отека ГМ. Ультразвук. Кардиография- изменение размеров сердца в динамике. (Методы диагностики). При операциях УЗ применяют как ультразвуковой скальпель, способный рассекать и мягкие, и костные ткани. Используется в фармации при приготовлении лекарств. При лечении туберкулеза, бронхиальной астмы, применяют аэрозоли различных лекарств. в-в, полученных с помощью ультразвука. Ультразвуковой остеосинтез-новый метод по сращиванию костных тканей.

2).Первичное действие постоянного тока и переменными электрическими токами на организм. Механизмы гальванизации и электрофореза.

первичное действие постоянного тока связано с движением ионов, их разделением, и изменением их концентрации в разных элементах тканей и возникновением встречного поляризационного поля. Воздействие постоянного тока на организм зависит от силы тока, поэтому весьма существенно электрическое сопротивление тканей и прежде всего кожи. Влага, пот значительно уменьшают сопротивление, что даже при небольшом напряжении может вызвать значительный ток через организм. Лечебный метод, при котором используется действие на ткани организма постоянного тока небольшой величины называется гальванизацией тока.Источником обычно служит двухполупериодный выпрямитель с электрическим фильтром - аппарат гальванизации. Применяют для этого электроды из листового свинца или станиоля толщиной 0,3 - 0,5мм. Так как продукты электролиза раствора поваренной соли, содержащегося в тканях, вызывают прижигание, то между электродами и кожей помещают гидрофильные прокладки, смоченные, например, теплой водой.Электрофорез- движение в жидкости заряженных частиц под действием электрического поля. Постоянный ток используют в лечебной практике также и для введения лекарственных веществ через кожу или слизистые оболочки. Электрофорез применяют в медицине для анализа белкового состава сыворотки крови и желудочного сока. Кроме того, этот метод позволяет разделять не только белки, но и нуклеиновые кислоты, аминокислоты, стерины и другие биологические вещества.

Билет №15

1)Электропроводимость биолог. тканей для постоянного и переменного тока. Ионная проводимость. Порог неотпускающего тока.

Биолог ткани способны проводить эл ток, основными носителями заряда являются ионы. Обладают св-ами проводников(наличие свободных ионов) и диэлектриков.При пропускании эл. Тока через живую ткань она ведёт себя как комплексное сопротивление имеющее омический и ёмкостный компоненты. Пропускание тока ведёт к изменению в биологических средах и имеет ответную реакцию.В действии постоянного тока имеет значение электропроводность ткнаи, зависящ от влажности. Сухая – 10000Ом сопротивления, влажная лучше проводит.Эффективность действия переменного эл.тока определяется амплитудой, частотой, продолжительностью. Низкочастотные токи имеют большую опасность при прохождении через сердце. При пропускании постоянного тока через живые ткани установлено, что сила тока не постоянна, а уменьшается и фиксируется на определённом уровне со временем. Измерение ёмкости био объекта определяется поляризационной ёмкостью, возникающая в момент прохождения тока. Она отражает отношение изменения заряда объекта к изменению его потенциала при прохождении переменного тока. Порогом ощутимости тока на наименьшую силу тока, раздражающее действие которого ощущает человек. Зависит от места и площади контакта тела с подведённым напряжен. частоты тока индвиди. Особ. Человека. Он подчиняется закону норм. Распределения со средним значением около 1мА на 50 Гц. Первичное действие пост. Тока связано с движением ионов их разделением концентраций в разных элементах тканей. Непрерывный пост.ток 60-80В используется как лечебный метод физиотерапии (гальванизация), а также для электрофореза лекарств. В-в. Действие перемен. Тока зависит от его частоты. При низких звуковы и уз частотах переменный ток как и постоянный раздражают биоткани. Обусловлено смещением ионов р-ров электролитов. НЕОТПУСКАЮЩИЙ ТОК — электрический ток, вызывающий непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник.

Порог неотпускающего тока(т.е.минимальный ток,при котором человек не в состоянии самостоятельно нарушить контакт с токоведущим проводником) Для мужчин 12-16 мА ,для женщин 8-11 мА ,а для детей 8-11 мА.

2). Пульсовая волна. Определение, особенности распространения по различным отделам сердечно-сосудистой системы, длина волны, скорость распространения, механизмы распространения.

Волна повышенного давления, распространяющаяся по аорте и артериям во время систолы, называется пульсовой волной.Сопротив. кровотоку зависит прежде всего от диаметра сосудов, их длины и тонуса, а также от от объема циркулирующей крови и ее вязкости. При каждом сокращении сердца кровь выбрасывается в артерии под большим давлением. Вследствие сопротив. кров.сосудов ее передвижению в них создается давл. , кот. называют кровяным давлением. Величина его неодинакова в разных отделах сосудистого русла. Наиб. давление в аорте и крупных артериях. В мелких артериях, артериолах, капиллярах и венах оно постепенно снижается; в полых венах давление крови меньше атмосферного. На протяж. сердечного цикла давление в артериях неодинаково: оно выше в момент систолы и ниже при диастоле, наиб. давление называют систолическим (максимальным), наименьшее — диастолическим (минимальным).

Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови, что заметно по резкому ослаблению прослушиваемых тонов.

Длина пульсовой волны можно найти из формулы: L=U/v=2ПU/w. Скорость пульсовой волны можно оценить по формуле Моенса- Кортевега:

где Е - модуль упругости сосудов(модуль Юнга).; r - плотность вещества сосуда; h - толщина сосуда; R - радиус сосуда. Анатомические исследования показывают, что величина h/d почти одинакова для всех и практически не зависит от типа артерий. Отсюда следует: скорость распространения пульсовой волны зависит только от упругости стенки артерий, ее модуля Юнга.

Билет№16

1)Вискозиметрия-совокупность методов измерения вязкости, с помощью прибора вискозиметра. Принцип работы медицинского вискозиметра Гесса : скорость продвижения жидкостей в капиллярах с одинаковыми сечениями при равной t⁰ и р зависит от вязкости этих жидкостей. Мед вискозиметр состоит из 2х одинаковых градуированных капилляров А₁ и А₂ . В капилляр А₁ набирают определенный V дистиллированной воды, перекрывают кран Б .Это позволяет набрать исследуемую жидкость в капилляр А₂, не изменяя уровень воды. Если теперь открыть кран б и создать разрежение в вискозиметре, то перемещение l жидкостей за одно и то же время будет пропорциональным их вязкости.

η_x/η₀ =l₀/lx => η_x= η₀ l₀/lx

2)Воздействие на живые ткани электрическим полем УВЧ-частотПри воздействии электрическим полем УВЧ отмечено, что слабые дозы повышают функцию тканей и органов, сильные - подавляют их. Наиболее чувствительна к воздействию электрического поля УВЧ ретикулоэндотелиальная система. Под влиянием электрического поля УВЧ усиленно развивается соединительная ткань, что способствует быстрому росту грануляций; повышается и активность фагоцитов. Под влиянием электрического поля УВЧ развивается активная гиперемия, которая после ряда процедур может стать стойкой. за неделю до операции необходимо прекратить процедуры, иначе операция будет кровоточивой. Проницаемость сосудов повышается, что способствует более быстрому рассасыванию экссудатов и уменьшению отечности тканей, выход фагоцитов из крови в ткани облегчается.Очень чувствительны к воздействию электрического поля УВЧ клетки вегетативных центров головного и спинного мозга, а также вегетативных узлов. Под его влиянием усиливается и активнее протекает обмен веществ в организме. Имеет значение влияние электрического ноля УВЧ и на усиление процессов иммунитета. Необходимо указать на противовоспалительное и болеутоляющее действие электрического поля УВЧ. Кроме быстрого уменьшения отечности ткани, которая может явиться одной из причин болей, имеет значение и воздействие электрического поля УВЧ на нервные окончания, что ведет к понижению их чувствительности.

Билет№17.

1)Воздействие на живые ткани магнитным полем УВЧ-частот

Ультравысокими называют частоты от 30 до 300 МГц. В промышленности УВЧ применяется для термической обработки металлов, древесины, стерилизации продуктов, в телевизионных и радиоприемниках, а также в качестве усилителя радиотелефонов. Наиболее широко УВЧ применяется в физиотерапии. УВЧ-поле - электромагнитное, но его терапевтический эффект определяется в основном электрической его компонентой. Действует на заряженные частицы. Существует методика УВЧ-индуктотермии, в которой используется преимущественно магитная составляющая УВЧ-поля. УВЧ-индуктотермия предположительно вызывает вихревые токи в тканях с высокой теплопроводностью, что сопровождается значительным теплообразованием. УВЧ-индуктотермию применяют преимущественно для лечения заболеваний дыхательных путей.

2).Явление пов. натяжения. Капиллярность. Причины газовой и жировой эмболии сосудов.

Коэф. поверхностного натяжения-определяется отношением работы,затраченной на создание некоторой поверхности жидкости при постоянной температуре, к площади этой поверхности: сигма=A/S. Пов натяжение жидкости заключается в стремлении вещества уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с др фазой (пов энергию). На пов-тях раздела жид-ти и ее насыщ пара, двух несмешиваемых жид-й, жид-ти и тв тела возникает сила, обусловленная различным межмолекулярным взщаимодействием граничащих сред.Силы пов натяжения направлены по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура на котор они действуют и пропорциональныдлине этого участка. Коэф-т пов натяжения α=F/l=A/S

Капиллярность-физ явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие – в случае смачивания. Капиллярные явления определяют условия конденсации паров, кипения жидкостей, кристаллизации и.т.п

Эпиболия: Газовая и жировая эмболия

Эмболия-явление закупорки сосуда пузырьком воздуха(каплей жира),чреватое лишением кровоснабжения какого-либо сосуда или органа.

Газовая эмболия возникает при:

-порезах крупных вен(там большое давление) и происходит закупорка.

-при подключении капельницы в крупную вену (как правило, подключичную) при отсутствии жидкости в сосуде и подключенному к нему катетору.

При течении пузырька с кровью,передняя часть пузырька вытягивается,задняя сплющивается.В задней части Р1 меньше,чем Р2.Добавочное давление Р приводит к закупорке сосуда.

При жировой эмболии процессы теже самые.Она возникает при переломах костей,кода капельки жира проникают в сосуды.Затем после этого возникает тромбоэмболия(возникновение тромба в сосуде)

Билет № 18.

1)Тоны Короткова. Физические основы применения неинвазивного метода Короткова для измерения систолического и диастолического давлений.

Метод Короткова – бескровный метод измерения систолического и диастолического давления крови в плечевой артерии.Тоны Короткова - звуки, которые слышны с помощью фонендоскопа, помещенного на лучевой артерии, при нагнетании воздуха в манжетку и его постепенном выпускании. Систолическое (верхнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального сокращения сердца. Диастолическое (нижнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального расслабления сердца. Метод Короткова предусматривает для измерения артериального давления очень простой тонометр, состоящий из механического манометра, манжеты с грушей и фонендоскопа. Метод основан на полном пережатии манжетой плечевой артерии и выслушивании тонов, возникающих при медленном выпускании воздуха из манжеты.

Если мускулатура расслаблена, то давление воздуха внутри манжеты, состоящей из эластичных стенок, приблизительно равно давлению в мягких тканях, соприкасающихся с манжетой – основная идея бескровного метода Короткова.Сначала избыточное над атмосферным давление воздуха в манжете равно нулю, манжета не сжимает руку и артерию. По мере накачивания воздуха в манжету последняя сдавливает плечевую артерию и прекращает ток крови. Выпуская воздух, уменьшают давление в манжете и в мягких тканях, с которыми она соприкасается. Когда давление станет равным систолическому, кровь будет способна пробиться через сдавленную артерию – возникает турбулентное течение. Этот процесс сопровождают характерные тоны и шумы (тоны Короткова). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови – резкое ослабление прослушиваемых тонов – диастолическое давление.

2)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.

Билет№19

1)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.

2). Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека; механическая работа человека эргометрия.*Опорно-двигательный аппарат человека состоит из сочлененных между собой костей скелета, к которым в определенных точках прикрепляются мышцы. Кости скелета действуют как рычаги, которые имеют точку опоры в сочленениях и приводятся в движение силой тяги, возникающей при сокращении мышц. Рычагом называется твердое тело, которое может вращаться около неподвижной оси. Различают три вида рычагов:

1) Когда т. опоры лежит между т. приложения действующей силы F и силы сопротивления R. Условие равновесия рычага Fа = Rb.

Пример: череп, рассматриваемый в сагит. плоскости. Ось вращения проходит через сочленение черепа с первым позвонком. R - сила тяжести головы, приложенная в центре тяжести. F - сила тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости.

2) Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления R, а сила F приложена на конце рычага.Условие равновесия рычага Fa = Rb, но а > b,(рычаг силы) следовательно, F > R, Пример: действие свода стопы при подъёме на полупальцы. Опорой служат головки плюсневых костей. R - сила тяжести всего тела, приложена к таранной кости. F - мышечная сила, осуществляющая подъём тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости.

3) Когда сила F приложена ближе к точке опоры, чем сила R.Условие равновесия рычага . Fa=Rb,но а < b, (рычаг скорости)следовательно, F > R, Пример: кости предплечья. Точка опоры находится в локтевом суставе. F - сила мышц, сгибающих предплечье, R - сила тяж. поддерживаемого груза, приложенная обычно к кисти, а также сила тяжести самого предплечья.

Кости опорно-двигательного аппарата соединяются между собой в сочленениях или суставах.

Основной механической характеристикой сустава является число степеней свободы.

Различают суставы с 1, 2 и 3 степенями свободы.

Примеры: плече-локтевой сустав - одна степень свободы;

лучезапястный сустав - две степени свободы;

тазобедренный сустав, лопаточно-плечевое сочленение - три степени свободы (сгибание и разгибание, приведение и отведение, вращение).

*Человек с помощью мышц совершает механическую работу, которая обусловлена силой мышц и развиваемой ими мощностью. Средняя мощность, развиваемая человеком, не занятым специально физическим трудом, весьма невелика и, например, при ходьбе по ровной местности составляет 100-200 вт в зависимости от скорости.

Усталость свидетельствует о том, что мышцы совершают работу, хотя перемещения нет и работа равна нулю. Такую работу называют статической работой мышц.

Исследование работоспособности мышц называется эргометрией, а соответствующие приборы - эргометрами.

Пример: тормозной велосипед (велоэргометр). F - сила трения между лентой и ободом колеса, измеряемая динамометром. Вся работа испытуемого затрачивается на преодоление силы трения.

Тогда A = F_тр l = F_тр 2 r - за один оборот,

A = n F_тр 2 r - за n оборотов - средняя мощность.

Когда мышцы совершают работу, в них освобождается химическая энергия, накопленная в процессе метаболизма; она частично превращается в механическую работу, а частично теряется в виде тепла.

Билет №20