mic™
Strona 1
B
B
i
i
o
o
f
f
i
i
z
z
y
y
k
k
a
a
v. 1.0.1
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t:
W
W
s
s
t
t
ę
ę
p
p
+
+
k
k
ą
ą
p
p
i
i
e
e
l
l
e
e
Medycyna fizykalna – dyscyplina lekarska, w której skład wchodzą metody fizykalnego leczenia
i usprawniania, a takŜe stosująca czynniki fizykalne w profilaktyce i diagnostyce.
Bionika – nauka wykorzystująca zjawiska zachodzące w przyrodzie do zastosowań technicznych
i projektowania przyrządów
Bioortetyka – dział bioinŜynierii zajmujący się projektowaniem i budową ortez (konstrukcji
technicznych stosowanych celem kontroli ruchów, wspomagania lub odciąŜenia układów ruchu)
Bioortotyka – dział bioinŜynierii zajmujący się budową ortoz (aparatów ortopedycznych
wyposaŜonych w mechanizmy sterowane miopotencjałami)
Biofizyka lekarska
•
powstawanie i badanie procesów fizycznych na poziomie organizmu i ekosystemu, na
poziomie tkankowym, komórkowym i molekularnym w odniesieniu do problemów
medycyny
•
współpraca z inŜynierią biomedyczną w zakresie ortotyki i ortetyki
•
opracowywanie koncepcji leczniczych w róŜnych rodzajach patologii i wskazywanie
punktów uchwytu leczniczych czynników fizykalnych
•
tworzenie modeli prawidłowych procesów fizjologicznych i zaburzonych, patologicznych
•
wprowadzanie informatyki i techniki komputerowej do obliczeń, modelowania i symulacji
procesów fizjologicznych i patologicznych, procesów leczniczych, projektowania protez,
ortez i ortoz itp.
•
wspomaganie diagnostyki
•
badanie procesów sterowania narządami i układami narządów oraz sprzęŜeń zwrotnych
między nimi
•
opracowywanie nowych obiektywnych metod pomiarowych pozwalających ocenić postępy
leczenia i rehabilitacji
Fizyka medyczna – dział fizyki stosowanej, który traktuje o zastosowaniu zasad i metod
fizycznych we wszystkich dziedzinach zapobiegania.
Fizjoterapia
•
balneoterapia – kąpiele lecznicze (głównie naturalne solanki)
•
kinezyterapia – leczenie ruchem
•
krenoterapia – kuracja przez picie określonych wód
•
elektrolecznictwo
•
litotrypsja – niszczenie kamieni (ultradźwiękami)
•
inhalacja
•
światłolecznictwo – głównie laseroterapia
•
dietetyka
•
klimatoterapia – (wysyłanie do uzdrowisk)
•
psychoterapia
mic™
Strona 2
Lecznicze wody mineralne
•
woda podziemna, bakteriologicznie i chemicznie bez zarzutu
•
o niewielkich wahaniach składu chemicznego i właściwości fizycznych
•
o działaniu leczniczym udowodnionym na podstawie badań naukowych lub długotrwałej
obserwacji lekarskiej uznana za leczniczą przez MZiOS
•
wody mineralne róŜnicowane są w zaleŜności od zawartości makroskładników
•
wody swoiste róŜnicowane w zaleŜności od zawartości mikroskładników (bardzo
aktywnych biologicznie)
Solanki
•
wody chlorkowo-sodowa
o
o stęŜeniu < 1.5 %
→
wody słone (kuracje pitne)
o
o stęŜeniu > 1.5 %
→
solanki (kąpiele)
•
działanie
o
zwiększanie ciśnienia hydrostatycznego (tylko na stojąco)
o
zmieniają ciśnienie osmotyczne (naskórek, skóra)
o
resorpcja jonów przez skórę (przedłuŜona teŜ po kąpieli)
o
przez receptory skóry, OUN i hormony tkankowe wywołują wiele reakcji, m.in.
zmniejszenie pobudliwości nerwów czuciowych i ruchowych, zwiększenie ukrwienia
skóry, normalizację ciśnienia tętniczego krwi i regulacji krąŜenia
Kąpiele kwaso-węglowe
•
działanie
o
wchłanianie CO
2
przez skórę i płuca, draŜnienie skóry przez pękające pęcherzyki
(receptory dotyku, ucisku i temperatury)
o
zmniejszenie progu czucia ciepła, zwiększenie zimna
o
przez działanie bezpośrednie (CO
2
) i pośrednie (acetylocholina i histamina)
rozszerzają się włośniczki zwiększając ukrwienie skóry (do 600%)
o
zmniejsza się ciśnienie tętnicze, zwiększa diureza
•
zawierają CO
2
, towarzyszą węglany i wodorowęglany
•
przeciwwskazania:
o
niewydolność układu krąŜenia
o
choroba wieńcowa
o
ciąŜa
Wody siarczkowo-siarkowodorowe
•
działanie
o
substytucyjne – siarka do budowy kolagenu
o
bodźcowe – immunologiczne (lekko podwyŜszone stany zapalne)
o
działanie na metabolizm skóry
o
odtruwające (przy zatruciach ołowiem, rtęcią, bizmutem, truciznami organicznymi)
Peloidy (błoto)
•
twory, które powstały na skutek naturalnych procesów geologicznych i biologicznych,
które po rozdrobnieniu i zmieszaniu z wodą słuŜą do leczniczych kąpieli i okładów
•
zastosowanie do częściowych kąpieli i okładów w:
o
choroby narządów ruchu
o
choroby kobiece
o
stany powysiękowe i pozapalne
o
choroby UN
o
osady podwodne
abiolity
biolity
o
ziemie lecznicze
Torfy lecznicze = borowiny
mic™
Strona 3
•
masa organiczne, która powstała z roślina na skutek humifikacji (przejście w próchnicę
pod wpływem bakterii tlenowych i beztlenowych) w środowisku obfitującym w wodę.
•
skład borowiny: woda, składniki nieorganiczne (brak właściwości leczniczych), składniki
organiczne
•
torfowiska:
1.
wysokie – środowisko z wodą słabo zmineralizowaną – rośliny oligotroficzne
(mchy) – odczyn kwaśny
2.
niskie – wysoko zmineralizowane – odczyn obojętny lub lekko zasadowy
3.
mieszane (przejściowe) – rośliny mezotroficzne – torfy o własnościach mieszanych
(zmienne warunki rozwoju)
Działanie borowin
•
cieplne – „papka” przekazuje ciepło głównie przez powolne przewodzenie (temp. 42-45
°
C)
– bezkonwekcyjne. Powolny wzrost temp. tkanek nie tylko w części korowej organizmu,
ale i w rdzennej. Pobudzenie ośrodkowych receptorów – silne pocenie
•
mechaniczne – ułatwia odpływ chłonki i wchłanianie wysięków. Tarcie cząsteczek o skórę
stymuluje organizm eksterceptycznie, duŜa lepkość utrudnia ruchy chorego
•
biochemicznie – wywierane jest ono przez substancje rozpuszczane: kwasy humusowe,
bituminy,
woski,
Ŝywice,
garbniki
–
o
działaniu
draŜniącym,
ściągającym,
przeciwzapalnym, diuretycznym, hamując aktywność prostaglandyn (odpowiedź na stan
zapalny)
Wskazania:
•
zapalenia okołostawowe
•
nerwobóle
•
przewlekły gościec stawowy
•
choroby zwyrodnieniowe kręgosłupa
•
stany po miąŜszowym zapaleniu wątroby
Przeciwwskazania:
•
niewydolność krąŜenia
•
miaŜdŜyca
•
choroba wrzodowa Ŝołądka, dwunastnicy
•
tętniaki
•
nowotwory
Najistotniejsze w fizjoterapii są kąpiele:
•
siarczano-słone
•
borowiny
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t:
C
C
i
i
e
e
p
p
ł
ł
o
o
•
ciepło jest to sposób przepływu energii (ale nie jest to energia)
•
wymiana ciepła między organizmem a otoczeniem
φ
=
φ
przew.
=
φ
k
+
φ
r
+
φ
p
φ
k
– strumień konwekcji
φ
r
– strumień radiacji
φ
p
– strumień promieniowania
Strumień przewodzenia
K
m
W
⋅
φ
przew.
= -
λ
S
∆
T /
∆
x
„-” – kierunek odwrotny do gradientu temperatury
∆
T – spadek temperatury
- przewodnictwo cieplne właściwe
∆
x – grubość warstwy przewodzącej ciepło
mic™
Strona 4
skóra słabo ukrwiona = 0.3
skóra dobrze ukrwiona = 1.5
mięśnie nieukrwione = 0.46
mięśnie normalnie ukrwione = 0.54
mięśnie dobrze ukrwione = 0.628
tłuszcz = 0.17
woda (20
°
C) = 0.6
powietrze 0.025
srebro = 420
Strumień konwekcji
φ
k
=
α
S (T
s
– T
p
)
T
s
– temperatura skóry
T
p
– temperatura powietrza
α
- współczynnik ostygania
S – powierzchnia w rzucie (tak jak nas „widzi” strumień powietrza)
Strumień promieniowania
promieniowanie odbywa się w otoczeniu, bez pośrednictwa powietrza poprzez falę
elektromagnetyczną (w paśmie podczerwieni)
φ
r
=
δ
a S (T
s
-T
ot
)
δ
- stała promieniowania ciała doskonale czarnego =5.67
⋅
10
-8
K
m
W
2
S – pole powierzchni promieniowania
T
s
– temp. skóry
T
ot
– temp. przedmiotów z otoczenia
a – zdolność absorpcyjna pow. promieniującej
dla skóry zdolność absorpcyjna a:
dla podczerwieni a = 0.95 (niezaleŜnie od jej koloru)
dla światła widzialnego a = < 0.8 (róŜne dla koloru skóry)
Prawo Kirchoffa
•
zdolność emisyjna ciała doskonale czarnego (ciało całkowicie pochłaniające
padające nań promieniowanie)
Prawo Boltzmanna
•
całkowita energia promieniowania wysyłana przez ciało doskonale czarne dla
wszystkich długości fal jest wprost proporcjonalne do T
4
•
wyraŜa się nim strumień ciepła oddawany do otoczenia
•
E = δ T
4
, δ – stała boltzmanna
Prawo Wiena
•
I
o
określa zmianę połoŜenia maksimum rozkładu natęŜenia promieniowania
cieplnego przy zmianie temperatury
•
II
o
określa kształt rozkładu natęŜenia promieniowania cieplnego w części
promieniowania
Strumień parowania
φ
p
= k
p
S
p
(p
s
-p
p
)
mic™
Strona 5
k
p
– współczynnik parowania
S
p
– powierzchnia parowania
p
s
– ciśnienie cząstkowe pary wodnej przy pow. skóry
p
p
– ciśnienie cząstkowe pary wodnej w otaczającym powietrzu
•
ciepło parowania wody w temp. ciała człowieka:
α
=2400 kJ/kg
człowiek w warunkach przemiany podstawowej traci ciepło przez:
•
w temp. 26
°
C
o
konwekcja 11%
o
promieniowanie 67%
o
wyparowanie H
2
O 22%
•
w temp. 30
°
C
o
konwekcja 15%
o
promieniowanie 49%
o
wyparowanie 36%
•
w lodowatej wodzie
o
φ
p
=0, bo róŜnica ciśnień parcjalnych wynosi 0
•
organizm szybciej oddaje ciepło w wodzie niŜ w powietrzu
•
woda jest stale wydzielana przez skórę, wyparowując pobiera ciepło parowania
•
gdy temp. otoczenia zbliŜy się do temp. skóry, zawodzą mechanizmy utraty ciepła przez
konwekcję i promieniowanie, pozostaje pozbycie się nadmiaru ciepła tylko przez
wyparowanie wody
•
temperatura neutralna
o
dla nagiego człowieka w spoczynku = 30
°
C
o
dla ubranego = 20
°
C
Naczynie Dimera
•
wkład do termosu
•
korek eliminuje konwekcję
•
srebrzyste ścianki eliminują falę elektromagnetyczną
φ
p
•
próŜnia między ściankami eliminuje
φ
przew.
•
szkło wyklucza
φ
r
(?)
Leczenie ciepłem
•
stosowanie
o
choroby narządów ruchu
o
choroby układu oddechowego (nieŜyt oskrzeli)
o
choroby układu pokarmowego (stany zap. wątroby, pęch. Ŝółciowego)
o
niektóre choroby dróg rodnych, układu moczowego
•
przeciwwskazania
o
gruźlica
o
przebyty zawał i choroba niedokrwienna
o
miaŜdŜyca
o
nowotwory
o
cukrzyca
o
hemofilia
o
zaburzenia czucia powierzchownego
Metody ciepłolecznictwa
Ciepło egzogenne
1.
leczenie gorącym powietrzem
•
temp ok. 40-50
°
C, 2-3 razy dziennie przez 15 minut
2.
sucha łaźnia rzymska
•
temp ok. 40-60
°
C, 15-20 minut
3.
sauna (łaźnia fińska)
mic™
Strona 6
•
wysoka temperatura i duŜa wilgotność
4.
łaźnia parowa (ruska bania)
5.
łaźnia szafkowa
•
„lodówka”, z której wystaje tylko głowa
6.
kocowanie
•
materiał mokry, nagrzany, później owinięty ceratą i przykryty kocami
7.
leczenie gorącym piaskiem
•
45-47
°
C, ok. 20 minut, pacjent leŜy przysypany gorącym piaskiem owinięty kocami
8.
okłady parafinowe
•
dla rąk i stóp
•
nie moŜna stosować pieluch tetrowych moczonych w parafinie, bardzo szybko stygnie,
bezuŜyteczna
Ciepło endogenne
9.
wywołanie pola elektromagnetycznego (diatermia krótkofalowa)
•
ruchy drgające – wytworzenie ciepłą
•
ruchy translacyjne
•
dla wytworzenia ciepła wewnątrz – wywołanie ruchu oscylacyjnego cząsteczek i ruchu
translacyjnego
10.
promienniki podczerwieni
•
druciki Ŝarowe lub w postaci Ŝarówek by skupić promienie
diatermia krótkofalowa
•
działanie polem magnetycznym, pobudza do ruchów cząsteczek
•
wytwarza ciepło endogenne (w środku)
o
kondensatorowa
między okładkami kondensatora
działa na słabo uwodnione tkanki (kości, tkanka tłuszczowa)
o
indukcyjna
pole magnetyczne w solenoidzie
działa na dobrze uwodnione tkanki
a| dawka atermiczna – brak odczucia ciepła
b| dawka oligotermiczna – minimalne odczucie ciepła (dawka progowa)
c| dawka termiczna – przyjemne, wyraźne ciepło
d| dawka hipertermiczna – max. ilość ciepła, które pacjent potrafi znieść
Strefa komfortu cieplnego – nie jest człowiekowi ani ciepło ani zimno
Zimne bodźce mają działanie:
•
przeciwobrzękowe
•
przeciwzapalne
•
przeciwbólowe
Stosuje się je w:
•
chorobach reumatoidalnych
•
niektórych chorobach ukł. nerwowego, krąŜenia, pokarmowego
•
laryngologia, stomatologia
•
zamraŜanie nadŜerek szyjki macicy
•
w hemoroidach
•
ostre bóle, obrzęki
Przeciwwskazania
•
długotrwałe stany zapalne
•
zapalenie nerek, pęcherza moczowego
•
odmroŜenia
mic™
Strona 7
Rodzaje zabiegów
•
zabiegi z chlorkiem etylu CH
3
Cl
o
związek ten ma wysokie ciepło parowania
o
stosowany jest przy nacięciach, krwawieniach
o
waŜne jest szybkie uŜycie tego związku
•
lód – masaŜ powłok
•
termofory z lodem, worki z lodem
•
zawijanie w zimne chusty
•
krioterapia
o
zimny azot =, bardzo suchy o temp. = -160
°
C
o
najdrobniejsza kropla wody lub dotknięcie skóry -> odmroŜenie
o
zabiega polega na omiataniu azotem stawów, kończyn
•
kriokomory
o
- kilkadziesiąt do -100
°
C
•
kriochirurgia
o
metalowa końcówka sondy chirurgicznej zamroŜona ciekłym azotem
o
zmętnienia rogówki
o
nadŜerki macicy
o
układ oddechowy
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
W
W
o
o
d
d
a
a
i
i
k
k
ą
ą
p
p
i
i
e
e
l
l
e
e
Interakcje między organizmem a wodą
•
Wodolecznictwo – terapia za pomocą wody przemysłowej (a nie leczniczej)
Profilaktyka
•
mycie – kąpiel higieniczna, mycie całego ciała, włosów, jamy ustnej
Czynniki wpływające na organizm poprzez wodę
1| Czynniki termiczne
•
istnieje róŜnica między wymianą ciepła w suchym i wilgotnym powietrzu
•
ciepło właściwe wody jest kilka tysięcy razy większe niŜ powietrza
•
utrata ciepła przez organizm w chłodniejszej wodzie jest 250 razy większa niŜ w powietrzu
o tej samej temperaturze
•
skala temp. wody: (osobniczo raczej zmienne)
•
liczba receptorów ciepła stanowi najwyŜej 10% liczby receptorów zimna w organizmie
człowieka
•
w suchym powietrzu człowiek moŜe wytrzymać nawet do 100
°
C [?]
•
krótkotrwałe działanie zimna kurczy naczynia powierzchowne, by potem rozkurczyć się
nadając skórze róŜowy kolor
•
długotrwałe działanie trwale obkurcza naczynia
•
temp. obojętna
o
wody = 34-35
°
C
o
powietrza = 21-22
°
C
mic™
Strona 8
U osób chorych
•
nie następuje rozszerzenie
o
bladość powłok
o
reakcja pilomotoryczna (gęsia skórka)
o
dreszcze
o
sinica warg
•
bodziec cieplny – rozszerza naczynia na krótko
•
długotrwały efekt – najpierw obkurczenie, potem rozszerzenie
Odruch konsensualny Brown-Sequarda
•
przy zanurzeniu jednej kończyny w ciepłej wodzie, to wówczas po drugiej stronie równieŜ
nastąpi rozszerzenie naczyń (pod warunkiem, Ŝe działamy stopniowo)
Prawo Dastre i Morota
•
naczynia jamy brzusznej i klatki piersiowej zachowują się antagonistycznie do naczyń
obwodowych (kończyn, skórne)
•
gdy rozszerzymy naczynia w klatce i brzuchu wówczas zwęŜają się naczynia na obwodzie
•
uwaga: nerki, śledziona i mózgowie, choć połoŜone centralnie, zachowują się jak naczynia
obwodowe. spowodowane to jest wspólnym ektodermalnym pochodzeniem, w rozwoju
pociągnęły za sobą naczynia
•
pijąc na zimnie gorącą herbatę tworzymy warstwę izolującą gdyŜ naczynia obwodowe się
obkurczają
•
naczynia przedwłosowate mogą się w sposób czynny zwęŜać lub rozszerzać, bo mają
unerwienie. kapilary w sposób bierny
•
gdy do herbaty doleje się wódki warstwa izolacyjna przestanie działać, bo naczynia się
rozszerzą. powoduje to odczucie ciepła i jeszcze większe rozszerzenie naczyń. duŜa dawka
kończy się więc głębokim wychłodzeniem organizmu
Zabiegi zimne
Zabiegi ciepłe
- zwęŜają naczynia obwodowe
- rozszerzają naczynia obwodowe
- powodują wzrost ciśnienia tętniczego krwi (duŜy
opór naczyń)
- zmniejszają ciśnienie tętnicze (gorące długotrwałe
równieŜ)
- zwalniają tętno
- wzmagają czynność serca i tętna
- wzmagają odczyn kwaśny krwi
- wzmagają zasadowość krwi
(kąpiele obojętne teŜ)
- pobudzają układ współczulny i wzrost poziomu
cukru we krwi
- zmniejszają ilość cukru we krwi (działają na układ
przywspółczulny)
- wzmagają wydalanie moczu
- wzmagają czynność nerek
- zmniejszają sekrecję soków trawiennych
- zwiększają sekrecję soków trawiennych
•
JeŜeli do ciepłych i zimnych dodamy czynnik mechaniczny ciśnienie rośnie.
•
krótkotrwałe bodźce zimna – wzmagają pobudliwość nerwów obwodowych, a próg
pobudliwości maleje o połowę
•
po długim gorącym zabiegu moŜna wypocić 1,5 l wody (z NaCl, mocznikiem, amoniakiem)
2| Czynniki mechaniczne
mic™
Strona 9
•
ciśnienie hydrostatyczne
gh
ρ
o
wpływa na ruch krwi
o
jeśli ucisk wody jest spory, gdy człowiek zanurzony po brodę następuje
zwiększenie wypełnienia krwią serca (prawego) (na zdjęciu rtg przesunięte w
prawo). jednocześnie rośnie ciśnienie w tętnicach płucnych, zwiększa się diureza,
co wynika z faktu, Ŝe w prawym przedsionku są receptory objętości krwi –
następuje zatrzymanie wydzielania ADH – wzmaganie czynności nerek
•
siła wyporu
o
człowiek o wadze 70 kg w wodzie waŜy ok. 7 kg (przy wystającej głowie i szyi) –
prawo Archimedesa = siła wyporu wody
o
jeśli pacjent nie moŜe wykonać jakiegoś ćwiczenia w powietrzu moŜe wykonać
często dane ćwiczenie w wodzie
o
stosowane przy poraŜeniach, niedowładach
o
jeŜeli stracimy unerwienie wegetatywne naczyń to tracą sztywność (bo brak
sterowania mięśniówką gładką), zapadają się, powstają odleŜyny oraz martwica
Kąpiele kinezyterapeutyczne
•
umoŜliwiają ćwiczenia przy niedowładach
•
nauka chodzenia w kanałach z wodą – pod prąd
Zabiegi wodne:
•
ze względu na temp.
o
o zmiennej temp.
o
gorące
o
zimne
•
ze względu na czas trwania
o
od 1 minuty do 1 godziny
•
ze względu na powierzchnię ciała
o
do szpar stawów kolanowych
o
do krętarzy
o
do talerza biodrowego
o
do pach
o
do mostka
Zimne, chłodne
•
w cukrzycy, zatrucia metalami cięŜkimi
Letnie
•
niskie ciśn. rozedma płuc, choroba Gravesa-Basedowa
Ciepłe (34-37
°
C)
•
nerwobóle, choroby nerek i skóry
Gorące (37-42
°
C)
•
stany zapalne nerek, nieŜyt
®
pęcherza, kolka nerkowa, przeziębienia, gościec, podagra
Kąpiele wirowe
•
w stanach pourazowych, po amputacjach (32-34
°
C)
Półkąpiele letnie
•
nerwice
Kąpiele rąk i nóg
•
w przypadku nagłego stanu skurczowego oskrzeli szybka kąpiel rąk w gorącej wodzie w
większości przypadków zahamowuje skurcz
Astma
•
gdy astmatyk poczuje ścisk w tchawicy (tuŜ przed napadem duszności) nalewa się do
miski gorącej wody, a chory zanurza w niej swoje ręce
mic™
Strona 10
Polewania
•
metoda Kneipp’a
o
polewamy zimną wodą tylko tułów
•
metoda śmijewicza
o
polewamy tułów i głowę
Płukanie jelit przez odbytnicę
•
1 rurka odprowadza
•
2 rurka doprowadza
•
dodatkowo moŜna pacjenta umieścić w wodzie
W kwasach tłuszczowych
•
-COOH = hydrofilna
•
-NH
3
= hydrofobowa
•
własności amfipatyczne: hydrofilowe i hydrofobowe naraz
•
cząsteczki układają się prostopadle do powierzchni wody
•
przed zastrzykiem spirytusem zmywamy brud, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo
infekcji (oczyszczamy dla statystyki)
Płytka nazębna
•
warstwa kwasów niszczących szkliwo
•
produkowane przez bakterie Ŝyjące na zębach, które Ŝywią się polisacharydami matriksu
– bezpostaciowej substancji białkowo-polisacharydowej
•
bakterie bez przerwy produkują kwasy prowadząc do odwapnienia i odfosforanowania
szkliwa
•
posiada bardzo silną adhezję
•
jest przezroczysta
•
najwięcej płytki powstaje podczas snu, w dzień usuwamy ją mechanicznie
(ścieramy)
•
zdejmuj płytkę codziennie
☺
•
fluoryzacja
o
wzmacnianie szkliwa fluorem (najlepsze źródło: fluoroaminy), który wbudowuje się
do cząsteczek hydroksyapatytu
→
fluoroapatyt, jest wtedy twardszy i odporniejszy
na kwasy
o
jest to nieco chwilowe – fluor szybko się wypłukuje, non stop trzeba uzupełniać
Płuca i oddychanie
surfaktant
•
występuje w pęcherzykach i woreczkach płucnych
•
powoduje on obkurczenie płuc i wypchnięcie powietrza
•
działa bakteriobójczo
•
ułatwia dyfuzję gazów poprzez fazę powietrze-płyn
•
zmniejsza zuŜycie energii w celu powiększenia pęcherzyków podczas wdechu
•
gdy pęcherzyk mały – gruba warstwa surfaktantu – małe napięcie pow.
•
gdy pęcherzyk duŜy – cienka warstwa surfaktantu – duŜe napięcie pow.
Trzustka ma 2 wydzieliny: pankreatyna, insulina
•
pankreatyna – ma niskie napięcie powierzchniowe, by dotrzeć do warstwy głębokiej masy
pokarmowej
Wątroba
•
Ŝółć – emulguje = zwiększa powierzchnię trawienia
Wszystko są to substancje powierzchniowo czynne
Kąpiele higieniczne: cel
mic™
Strona 11
•
otłuszczenie skóry
•
pozbycie się bakterii, riketsji
adhezja
•
przyciąganie cząsteczek 2 róŜnych substancji (np. oddziaływanie cieczy i ściany
pojemnika)
•
kierunek prostopadle do ścian naczynia, zwrot na zewnątrz
kohezja
•
przyciąganie między cząstkami tej samej substancji jedna ciecz, przyciąganie między
cząsteczkami tych samych substancji
•
kierunek prostopadle do ścian naczynia, zwrot do wewnątrz
napięcie powierzchniowe
•
właściwość powierzchni cieczy polegająca na tym, Ŝe pod wpływem ucisku zachowuje się
ona jakby była pokryta cienką, elastyczną błoną oraz wykazuje skłonność do
przyjmowania kształtu kulistego
•
właściwość ta wynika z niezrównowaŜonych sił wzajemnego przyciągania
•
powiększenie powierzchni swobodnej cieczy o
∆
S wymaga wykonania pracy
∆
W, a
przyrost energii powierzchownej cieczy jest proporcjonalny do pow.
∆
S
∆
W=
δ
∆
S
δ
=
∆
W/
∆
S=F
∆
x/L
∆
x = F/L
δ
- liczbowo: energia powierzchniowa na jednostkę powierzchni, czyli współczynnik napięcia
powierzchniowego
δ
= J/m
2
= N/m
•
dodanie detergentów zmniejsza napięcie powierzchniowe
•
wodny roztwór mydlin ma kilkanaście razy mniejsze napięcie pow. niŜ woda
•
napięcie pow. wody w stosunku do naszej skóry jest wielokrotnie większe
metody pomiaru współczynnika napięcia powierzchniowego
•
stalagmometryczna
o
cięŜar kropli odrywającej się od kapilary
•
wzniesienia włosowatego
o
cięŜar słupka cieczy wypełniającej kapilarę
•
waga torsyjna
•
strzemiączka Lenarda
Napięcie międzyfazowe
•
gdy spotkają się strumienie o róŜnych napięciach powierzchniowych
•
menisk wklęsły
o
ciecz zwilŜa naczynie
o
adhezja > kohezja
o
ciśnienie pod meniskiem niŜsze
•
menisk wypukły
o
nic nie zwilŜa
o
kohezja > adhezja
o
ciśnienie pod meniskiem większe
•
zwilŜanie to stosunek adhezji do kohezji a nie cecha cieczy
Prawo Laplace’a
•
stany powierzchniowe powodują, Ŝe pod zakrzywioną powierzchnią cieczy panuje inne
ciśnienie niŜ pod płaską
•
p=2
π
/r
•
pod powierzchniami wypukłymi działa ciśnienie większe, a pod wklęsłymi mniejsze niŜ
przy płaskich
mic™
Strona 12
Adsorpcja – gromadzenie się substancji na pow. ciała
Absorpcja - pochłanianie substancji w całej objętości ciała absorb.
•
siły międzycząsteczkowe rozpuszczalnika są większe niŜ ciała rozpuszczanego, cząsteczki
substancji rozpuszczonej gromadzą się na pow. rozpuszczalnika
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
Ś
Ś
w
w
i
i
a
a
t
t
ł
ł
o
o
i
i
f
f
a
a
l
l
a
a
•
długości fal
•
podczerwień + promieniowanie widzialne + nadfiolet = fale optyczne
•
Gdy E
kwantu
> 10eV wtedy zachodzi jonizacja (wysoki nadfiolet)
światło i jego rola w przyrodzie i medycynie
o
wykształciło narząd wzroku u ludzi i zwierząt oraz fotosyntezę
o
wpływa na cykl Ŝyciowy (dzień-noc, pory roku)
o
wpływa na zmiany w łańcuchach pokarmowych
o
ma znaczenie dla psychiki człowieka
o
wg niektórych światło wyindukowało Ŝycie
Soczewka oka
•
przedni promień krzywizny jest większy, tylny mniejszy
Proces widzenia
Widzenie:
o
skotopowe
ciemne, natęŜenie oświetlenia jest < 1 lux
widzenie pręcikowe
barwnik rodopsyna (purpura wzrokowa) = 11-cis-retinen połączony z
opsyną
absorpcja fotonu
→
zmiana 11-cisretinenu w trans
→
oddysocjowanie
retinenu
→
jony Ca
2+
powodują depolaryzację neuronu
po ustaniu światła retinen ponownie łączy się z opsyną
kaŜdy pręcik zawiera od 1 mln do 1 mld cząsteczek rodopsyny ułoŜonych w
warstwach (lamelle)
kurza ślepota = brak wit. A lub jej prekursora w poŜywieniu
o
fotopowe – jasne, natęŜenie oświetlenia jest > 3 lux
widzenie czopkowe
barwnik jodopsyna (fiolet wzrokowy
u ryb cyjanopsyna
•
do oka musi dotrzeć co najmniej 4
⋅
10
-14
J.
→
λ
=510nm
∼
100 kwantów
•
1 kwant pobudza 1 pręcik
mic™
Strona 13
Teorie widzenia
I teoria widzenia barwnego Helmholza
o
3 rodzaje czopków = 3 rodzaje substancji
o
niebieskoczułe, czerwonoczułe, zielonoczułe (RGB)= całość widzenie białe
II teoria Heringa
o
3 rodzaje pigmentów barwnych
o
biało-czarne, czerwono-zielone, Ŝółto-niebieskie
o
9 rodzajów czopków
o
6 wraŜeń barwnych
o
jeśli prom. pada równocześnie = barwa biała
III teoria Starkiewicza-Granita
o
połączenie 2 wyŜej wymienionych
•
obraz powstaje w dołku środkowym plamki Ŝółtej
•
ogniskowa soczewki obrazowa i przedmiotowa jest róŜna. róŜnią się one o głębokość
dołka środkowego
•
rogówka + siatkówka tworzą układ anastygmatyczny
•
obie mają wadę astygmatyczną, ale o wartościach przeciwnych, które się kompensują
•
średnica źrenicy reguluje głębię ostrości
Konwergencja osi optycznych
•
kaŜde oko widzi pod lekko innym kątem, co pozwala na widzenie bryłowe i ocenę
odległości
Akomodacja oka
•
dostosowanie do widzenia bliskiego i dalekiego poprzez zmianę napięcia aparatu
więzadłowego oka – zmiana ogniskowej (głównie przedniej soczewki)
Źrenica
•
reguluje promień świetlny docierający do oka
•
reguluje głębię ostrości
•
zwęŜa się – głębia ostrości rośnie, jeśli patrzy się na przedmioty bliskie
Ruch gałek ocznych
•
bez przerwy drgają
Refrakcja
•
zdolność załamywania promienia świetlnego przechodzącego przez środowiska o róŜnej
gęstości
•
refraktometr
(Pulfricha, Abbego, refraktometr zanurzeniowy)
o
słuŜy do mierzenia współczynników załamania światła badanych roztworów
o
na ich podstawie wnioskuje się o stęŜeniu oznaczanych substancji oraz o
strukturze związków chemicznych
Dyfrakcja
•
ugięcie fali świetlnej przy przejściu przez szczelinę
Załamanie
•
przejście promienia świetlnego z jednego ośrodka do drugiego ze zmianą kierunku biegu
promienia
Dyspersja
•
rozdział światła polichromatycznego na jego barwy składowe
•
pryzmat
Anomaloskop
•
przyrząd do badania widzenia barwnego
Spektometr
•
przyrząd słuŜący do otrzymywania i analizy widma danego rodzaju promieniowania
mic™
Strona 14
•
precyzja zbieŜności oczu: 17’’ (sekund kątowych), jeśli więcej to podwójne widzenie
•
w dołku środkowym plamki Ŝółtej powstaje obraz:
o
rzeczywisty
o
odwrócony (soczewka odwraca obraz, noworodek widzi świat do góry nogami,
potem mózg się uczy i odwraca obraz)
o
pomniejszony
higiena optyczna
•
przesunięcie Purkiniego
o
wzrok najwraŜliwszy na barwę zieloną przy widzeniu skotopowym
o
wzrok najwraŜliwszy na barwę Ŝółtą przy widzeniu fotopowym
•
oświetlenie najmniej męczące
o
Ŝarówki Ŝółte
o
monitory o f > 100 Hz
•
oświetlenie szkodliwe
o
świetlówki
o
monitory
•
chromatoterapia – leczenie barwą
melatonina
•
hormon, wytwarzany przez szyszynkę
•
powstaje z tryptofanu
•
wytwarzanie nieliniowe (głównie w ciemności)
•
jeŜeli jej wytwarzanie jest właściwe to pomniejsza się grasica
•
wydzielanie w podeszłym wieku się zmniejsza, w ten sposób zamyka się niekorzystne koło
•
właściwa sekrecja: usuwa wolne rodniki
•
jej substytucyjne podawanie ma sens u ludzi starszych, przy dostosowywaniu się do
zmian stref czasowych
Podczerwień (IR=Infrared)
rodzaj długość fali w głąb skóry
•
IR-A
750-1500nm do 3 cm
•
IR-B
1500-3000nm
do 2 cm
•
IR-C
<3000nm
do 0.5cm
•
rodzaje urządzeń: lampy Minina, Ŝarówki IR, lampy Solux
•
stosowanie
o
zapalenia zatok (powoduje zwiększenie ukrwienia)
o
łuszczyca, zmiany dermatologiczne
Ultrafiolet (UV=Ultraviolet)
rodzaj długość fali
•
UV-A
400-315nm
•
UV-B
315-280nm
•
UV-C
280-200nm
•
UV-A
→
reakcja wczesna – utlenianie pigmentu – melaniny
→
reakcja późna – w melanosomach
(głębiej zachodzi melanogeneza)
→
w większej ilości tam gdzie brak warstwy ozonu w atmosferze
•
UV-B
→
syntetyzuje sterole: 7-dehydrocholesterol ⇒ cholekalcyferol
→
powstaje rumień
→
pogrubienie naskórka
•
UV-C
→
niebezpieczny (promieniowanie jonizujące)
mic™
Strona 15
→
do sterylizacji pomieszczeń
→
odczyn fizjologiczny: starzenie się skóry, działanie karcinogenne
→
nie dociera do Ziemi, zatrzymuje je atmosfera
•
MED (minimal erythema dosis)
o
minimalna dawka rumieniowa
o
czas po którym napromieniowanie UV wywołuje w skórze dotąd nie eksponowany
rumień znikający w ciągu 24h
o
rumieniomierz – stosowany do pomiaru MED, zawiera otworki do naświetlania
•
PUVA
o
podaje się Psolaren, środek który kumuluje się w tkankach i uczula na UV-A
o
metoda stosowana m.in. niszczenia nowotworów
•
największa wraŜliwość na UV – brzuch i nerki
•
najmniejsza wraŜliwość - głowa
Odczyn fototoksyczny
•
zwiększenie wraŜliwości skóry na UV w wyniku działania (przyswojenia) substancji takich
jak dziurawiec, benzen, smoła, olejki (bergamotowy, cedrowy, laurowy), metale (Ag, Au,
Fe), antybiotyki, tetracykliny, sulfonamidy, benzodiezypiny (relanium)
UV w lecznictwie
•
łysienie plackowate
•
trądzik
•
czyraczność
•
łuszczyca
•
grzybica
•
gruźlica skóry
•
bielactwo nabyte (Puva – psolaren + UV-A)
Zjawisko fotoelektryczne
•
foton o energii hV wytrąca z atomu elektron i nadaje mu energię kinetyczną 1/2 mV
2
•
energia fotonu zostaje zuŜyta na wykonanie pracy potrzebnej do przezwycięŜenia energii
wiązania elektronu W (praca wyjścia) oraz na udzielenie mu energii kinetycznej
•
ze zjawiskiem fotoelektrycznym wiąŜe się całkowita absorpcja fotonu
Zjawisko polaryzacji światła
•
światło słoneczne jest niespolaryzowane = fale rozchodzą się we wszystkich moŜliwych
kierunkach
•
światło spolaryzowane = fale rozchodzą się uporządkowanie
•
metody otrzymywania światła spolaryzowanego
o
odbicie od powierzchni dielektryków
o
załamanie w przeźroczystych dielektrykach
o
podwójne załamanie, przy przechodzeniu światła przez ciała anizotropowa
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
F
F
a
a
l
l
a
a
a
a
k
k
u
u
s
s
t
t
y
y
c
c
z
z
n
n
a
a
•
jest to fala mechaniczna, która postępuje ze zmianą ciśnienia lub natęŜenia[w ciałach
stałych napręŜenia]
•
źródłem moŜe być kaŜdy układ spręŜysty pobudzony do drgań
•
podział:
o
ciągłe
o
impulsowe – poziom natęŜenia akustycznego w czasie jest zmienny
lub
o
kierunkowe (głośniki, wiatr, instrumenty muzyczne)
o
bezkierunkowe
•
podział zjawisk dźwiękowych
mic™
Strona 16
o
tony – pojedyncze drgania sinusoidalne
o
wielotony – kilka dowolnie wybranych tonów
o
dźwięki – drgania okresowe, ale nie harmoniczne, które powstają w wyniku
nałoŜenia się kilu tonów o częstotliwościach równych całkowitym wielokrotnościom
tonu podstawowego
o
wielodźwięki
o
szumy, szmery, hałas – wynik chaotycznego nałoŜenia się wielu dźwięków
•
źródło impulsowe o tej samej gęstości i mocy co ciągłe jest odbierane intensywniej
•
zjawisko adaptacji dotyczy kaŜdego zmysłu (z wyjątkiem bodźców impulsowych)
Infradźwięki
•
1 Hz – 15-16 Hz
•
u ryb, ruchy górotwórcze poprzedzające ruchy sejsmiczne, wyładowania elektryczne w
czasie burzy
•
działają negatywnie na OUN
•
powodują rozdraŜnienie, niepokój
•
osłabiają spoistość tkanki kostnej i chrzęstnej
Ultradźwięki
•
> 20 000 Hz
•
w powietrzu rozchodzą się z taką samą prędkością jak dźwięki (ok. 340 m/s)
•
stosowane natęŜenia:
o
w terapii: 1-30 kW/cm
2
o
w diagnostyce [USG]: około 1000 razy mniejsze
•
generowane są na zasadzie metody odwróconego efektu piezoelektrycznego
o
doprowadzenie do kryształu zmiennego napięcia, pod wpływem którego dochodzi
do periodycznego kurczenia i rozszerzania się kryształu w określonych warunkach,
czyli do jego drgań mechanicznych, z częstotliwością zmian pola elektrycznego
o
przy odpowiednio duŜych częstotliwościach amplituda drgań osiąga stosunkowo
duŜą wartość i kryształ staje się źródłem fal ultradźwiękowych
•
efekty:
o
mechaniczne
pod wpływem fal ultradźwiękowych cząsteczki wykonują drgania, dzięki
temu w niektórych miejscach dochodzi do wzrostu lub spadku ciśnienia.
moŜe to powodować powstanie zjawiska kawitacji
kawitacja to tworzenie się w cieczach drobnych próŜnych jamek w
miejscach, w których dochodzi do spadku ciśnienia
znalazło to zastosowanie w rozbijaniu kamieni Ŝółciowych i nerkowych, do
likwidacji kamienia nazębnego, leczenia owrzodzeń
zabiegi te wykonuje się w wodzie – minimalizacja odbijania się fali na
granicy ośrodków
powoduje zwiększenie ukrwienia, wzrost syntezy kolagenu, wzrost
wewnkom. stęŜenia Ca
2+
zjawisko tyksotropowe – przechodzenie zolu w Ŝel
wpływ na płód [gł. w stadium organogenezy]
wpływ na krew [skrócenie czasu Ŝycia erytrocytów]
wpływ na transport przez błony [wzrost pH]
o
termiczny
tworzy się ciepło z pochłoniętej energii fal
o
fizykochemiczny
przyspieszenie reakcji chemicznych
rozpad duŜych cząstek
mic™
Strona 17
tworzenie wolnych rodników
jonizacja wody
wzrost dyfuzji przez błony
Dźwięki słyszalne
•
16- 20 000 Hz
Prędkość fali dźwiękowej [m/s]
•
woda 1495
•
powietrze 330
•
tkanki miękkie (mózgowie, wątroba, nerki) 1550
•
kości pokrywy czaszki 4080
•
szkło 4000-5000
•
stal 5000
•
złoto 2200 (jest mniej spręŜyste niŜ stal)
Pole akustyczne
rodzaje:
•
swobodne – podwojenie odległości od źródła dźwięku powoduje zmniejszenie głośności o
6 dB
•
nieswobodne – przestrzeń częściowo zamknięta, fale odbijając się oddziaływują ze sobą
(superpozycja)
•
dyfuzyjne – w kaŜdym punkcie przestrzeni poziom natęŜenia dźwięku jest identyczny
o
prawie idealne pole dyfuzyjne – „La Scala” Mediolan
Ilościowe ujęcie fali akustycznej
1| NatęŜenie
•
ilość energii przypadającej na 1m
2
, która przenika przez nią w ciągu 1 sekundy = moc
przypadająca na powierzchnię = gęstość mocy
•
dla częstotliwości 1000 Hz:
o
próg słyszalności I
0
=10
-12
W/m
2
o
próg bólu I
0
=10
0
= 1 W/m
2
•
daje to rozpiętość słyszalności 120 dB
2| Ciśnienie akustyczne
•
róŜnica między chwilową wartością ciśnienia a ciśnieniem równowagi (poziomem ciszy)
•
dla częstotliwości 1000 Hz:
o
próg słyszalności P
0
=2
⋅
10
-4
µ
bara
o
próg bólu P
0
=200
µ
barów
3| Poziom ciśnienia akustycznego
•
wielkość określająca stan akustyczny w danym punkcie pola akustycznego
•
wyraŜona wzorem = 20 log p/p
0
dB
o
p – skuteczne ciśnienie akustyczne
o
p
0
– ciśnienie akustyczne odniesienia
•
L= log (p/p
0
)
2
= 2 log (p/p
0
) B
•
L= 10 log (p/p
0
)
2
= 20 log (p/p
0
) dB
4| Poziom natęŜenia akustycznego
•
wielkość określająca falę akustyczną pod względem energetycznym, wyraŜona wzorem
10 log I/I
0
dB
•
L= log (I/I
0
) B
•
L=10 log (I/I
0
) dB
•
poziom ciszy: 20-30 dB
•
poziom bólu: >120 dB
•
w salach operacyjnych: <35 dB
•
w halach fabrycznych: <90 dB
mic™
Strona 18
•
wszystko co moŜna wyrazić jeśli mamy punkt odniesienia moŜemy zmierzyć w dB
(nawet dŜdŜownice)
5| Głośność
•
wielkość charakteryzująca dźwięk pod względem subiektywnego odczuwania go przez
człowieka
•
Son – jednostka głośności, ton o częstotliwości 1000 Hz, subiektywna
6| Poziom głośności
•
wielkość liczbowo równa poziomowi ciśnienia akustycznego wytwarzanego w punkcie
obserwacji przez falę o częstotliwości =1000 Hz
•
Fon – jednostka poziomu głośności, subiektywna
Głośność i poziom głośności: wielkości względne i subiektywne
Audiometr
•
przyrząd do pomiaru progów słyszalności
Sonometr
•
przyrząd do pomiaru hałasu
Wypadkowy poziom natęŜenia dźwięku
L
n
= L
0
+ 10 log n
n – liczba źródeł o tym samym poziomie L
0
(więc nie wystarczy wstawić do sali większej liczby źródeł, lecz trzeba uŜyć silniejszego
wzmacniacza)
Prawo Webera-Fechnera
•
najmniejszy zauwaŜalny przyrost bodźca czyli próg róŜnicy I
0
jest proporcjonalny do
natęŜenia bodźca juŜ działającego, czyli
•
∆
I
0
/I = constans
•
stąd wniosek, Ŝe przyrost odczucia głośności jest proporcjonalny do logarytmu
stosunków natęŜeń porównywanych dźwięków
•
jeŜeli bodziec jest słaby łatwiej zauwaŜamy róŜnicę w natęŜeniu niŜ gdy bodziec jest
silny
•
nie moŜna jednak usłyszeć kaŜdej zmiany
•
zdolność rozdzielcza ucha ludzkiego względem częstotliwości
o
∆
f = 1 Hz dla niskich częstotliwości (do 100 Hz)
o
∆
f = 5-10 Hz dla średnich częstotliwości (100-4000 Hz)
o
∆
f = 25-50 Hz dla wysokich częstotliwości (>4000 Hz)
•
zdolność rozdzielcza względem poziomu natęŜenia
o
∆
L = 1 dB (dla poziomu <60 dB)
o
∆
L = 6 dB (dla poziomu >60 dB)
•
cechy dźwięku
obiektywne subiektywne
częstotliwość
wysokość
natęŜenie
głośność
struktura widma barwa
•
Ton – dźwięk monofrekwencyjny
•
dzieci do 15 lat mają bardziej czuły słuch (na pewne częstotliwości np. > 17 kHz)
•
powyŜej 60 lat zakres energetyczny (próg słyszalności – próg bólu) zawęŜa się
•
dźwięk o natęŜeniu progu bólu
o
ból głowy, nawet utrata przytomności, rozluźnienie zwieraczy, a nawet śmierć
mic™
Strona 19
•
lokalizacja przestrzenna dźwięku
o
polega na analizie róŜnicy fazy fali (dzięki temu, Ŝe uszy są ustawione w pewnej
odległości od siebie)
o
jeśli dźwięk jest idealnie na wprost = fale w tej samej fazie
•
teorie procesu słyszenia:
o
Helmholza
o
Bekesy’ego
•
zjawisko Dopplera
o
w przypadku ruchu źródła dźwięku, ruchu obserwatora lub teŜ obu na raz
względem ośrodka, w którym rozchodzi się fala głosowa następuje zmiana
częstotliwości odbieranego tonu w stosunku do częstotliwości nadawanego tonu
•
małŜowina uszna
o
jej jedyna rola: tłumi wysokie tony dobiegające z tyłu głowy, które mogłyby
zakłócić dźwięki padające z przodu
o
NIE odpowiada za lepsze skupianie fal akustycznych do przewodu (musiała by być
2-3 razy większa od długości fal czyli ok. 20-30 cm)
o
NIE ma związku z ukierunkowywaniem dźwięku
•
Hałas
o
wszystkie dźwięki, które w danym czasie i miejscu są niepoŜądane
o
gdy > 85 dB to juŜ na pewno hałas
Rola fali akustycznej
•
psychologiczne – w muzykoterapii, terror
•
biologiczna – ostrzegawcza
•
intelektualna – formułowanie myśli poprzedza mowę, brak moŜliwości wymiany myśli (u
głuchoniemych ogranicza intelektualnie), mowa,
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
L
L
a
a
s
s
e
e
r
r
y
y
•
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
•
cechy promieniowania laserowego:
o
kierunkowość
•
prawie idealna, minimalne odchylenia
•
brak strat
o
natęŜenie
•
w zaleŜności od zastosowania i źródła
•
lasery o pracy krótkotrwałej pozwalają na uzyskanie większej energii
•
bardzo duŜy pobór mocy przez laser – dlatego działają impulsowo
o
monochromatyczność
•
istotne, bo nie które tkanki mają bardzo wyspecjalizowane pochłanianie
o
spójność (brak przesunięcia w fazie dla fal spójnych)
•
warunki generowania
(wg Einsteina)
o
wzbudzone
elektrony
powracające
do
stanu
podstawowego
emitują
promieniowanie o róŜnej długości i częstotliwości fali
o
przez atom przepuszcza się kwant, który jest wzorcem dla nowo powstających
czyli następuje wzmocnienie światła przez stymulację promieniowania
o
wzbudzane elektrony powinny ‘opadać’ w jednakowym czasie
•
emisja wymuszona – oznacza wzmocnienie (jeden foton pociąga inne)
•
inwersja obsadzeń – ilość elektronów na wyŜszym poziomie energetycznym jest większa
niŜ elektronów niŜszego poziomu
•
pompowanie – wzbudzanie próbki przez 3 poziomy energetyczne (niestabilne,
metastabilne)
•
maser – mikrofale
•
inne zastosowania
o
lidary – laserowe radary, pracują w podczerwieni, bardzo wraŜliwe na wilgotność
o
telekomunikacja laserowa, światłowody
mic™
Strona 20
o
holografia
o
CD, DVD
o
produkcja chip’ów
o
dalmierze astronomiczne
(Ziemia <---484 400 km ---> KsięŜyc)
•
dwójłomność = rozdzielenie wiązki na dwie
o
zjawisko Kerra – zjawisko wymuszania anizotropii przez pole elektryczne
o
zjawisko Calona – zjawisko wymuszania anizotropii przez pole magnetyczne
o
optyczne zjawisko Kerra – wymuszanie anizotropii przez wiązkę na niej samej i na ośrodku
•
reakcje promieniowania laserowego z tkankami:
o
odbicie
o
załamanie
o
absorpcja
•
światło dochodzące do tkanki ulega:
o
transmisji i absorpcji – ten efekt się wykorzystuje (odp. do biostymulacji i cięcia)
o
odbiciu i rozproszeniu – z tym walczymy
•
cięcie laserami tkanek miękkich:
o
hemostatyczne (zamyka drobniutkie naczynia)
o
sterylizujące
o
niewielka reakcja zapalna, niewielkie zblinowacenie
o
bezkontaktowe
o
niewielki ból
o
przy bardzo duŜej impulsowości zabieg bez znieczulenia
•
lasery stosowane w medycynie:
o
laser CO
2
materiał laserujący: CO
2
(odp. za duŜą ilość poziomów krótkoŜyjących) + N
2
(odp. za poziomy metastabilne) + He (chłodzi)
bańka z gazem, a w niej zatopione 2 elektrody
prowadzenie zwierciadlane, nie światłowodowe
mniej precyzyjne, ale bezkontaktowe – mniejszy ból
w otoczeniu rezonatora włączone wysokie napięcie
onkologia: wycinanie nowotworów
w dermatologii, stomatologii
cięcie tkanek twardych: (uwodnienie do 30%)
o
lasery jagowe (YAG)
materiał laserujący: granat aluminiowo-itrowy (kryształ)
prowadzenie wiązki światłowodowej
bardzo precyzyjny
bakteriobójczy
biopsje
o
laser jagowo-erbowy:
tkanki twarde tnie prawie bezboleśnie = efekt fotoablacyjny
światło jest niewidzialne dla oka
o
laser eksycymerowy
EXCIted diMER
materiał laserujący: (3 składnikowy) gaz szlachetny, chlorowiec,
•
fotoablacja
o
gdy gęstość mocy > 10
7
W/cm
2
o
promień generuje silne pole elektryczne, które powoduje dysocjację i jonizację
obiektu
•
lasery duŜej mocy: >0.5 W (CO
2
, YAG)
•
lasery małej mocy: <0.5 W
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
P
P
r
r
ą
ą
d
d
•
komórki potraktowane prądem zachowują się trochę jak obwód LC
•
Ŝywa komórka to potencjał czynnościo-indukcyjny
mic™
Strona 21
•
wykazują zmienny charakter: R zaleŜy od częstotliwości prądu
Prąd stały
•
uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. czynnikiem powodującym ten ruch jest
napięcie czyli róŜnica potencjałów. płynie w stałym kierunku i ma stałą wartość natęŜenia
Prąd zmienny
•
ruch ładunków, w którym i kierunek i wartość natęŜenia zmieniają się w czasie
•
dzieli się na:
o
nieokresowo zmienne
o
okresowo zmienne
pulsujące
przemienne (np. sinusoidalny)
•
w UK, US
o
prądy kierunkowe = prąd stały + prąd pulsujący
o
prądy przemienne
•
prądy stosowane w elektrolecznictwie:
o
prądy małej częstotliwości 0-1 kHz
o
prądy średniej częstotliwości
1-100 kHz
o
prądy duŜej częstotliwości >100 kHz
•
przepływowi prądu stałego przez tkanki towarzyszy:
o
rozszerzenie naczyń krwionośnych (pobudzenie ukł. wspólczulnego)
o
reakcje nerwów i mięśni na prąd stały
o
elektroliza
o
zjawiska elektrokinetyczne (np. elektroforeza)
o
zjawiska elektrotermiczne (znikome)
•
elektrotonus – stan, w którym przepływający prąd stały powoduje zmianę pobudliwości
nerwów i mięśni
o
katelektrotonus (pod katodą) – zwiększenie pobudliwości = zmniejszenie progów
elektrycznych
o
anelektrotonus (pod anodą) – zmniejszenie pobudliwości = zwiększenie progów
elektrycznych
•
zastosowanie prądu stałego w fizykoterapii:
o
jonoforeza
o
działanie przeciwbólowe (stym. anodowa)
o
działanie przekrwienne (stym. katodowa)
o
stymulacja nerwów i mięśni
o
wspomaganie gojenia się tkanek
galwanizacja
•
pod anodą:
o
zmniejszenie pobudliwości nerwów, wpływ przeciwzapalny = nerwobóle,
przewlekłe zapalenia nerwowe, chor. zwyrodnieniowe kręgosłupa
•
pod katodą:
o
przekrwienie naczyń = poraŜenia wiotkie, zaburzenia krąŜenia obwodowego
•
przeciwwskazania:
o
ropne stany zapalne skóry i tkanek miękkich
o
wypryski
o
stany gorączkowe
o
poraŜenia spastyczne
jontoforeza
•
wprowadzanie leku o bardzo duŜym stęŜeniu przez skórę przy pomocy prądu
elektrycznego
•
lek musi być rozpuszczalny w wodzie
mic™
Strona 22
•
musimy teŜ wiedzieć jak lek dysocjuje tzn. czy jon leczniczy jest kationem czy anionem –
zaleŜy od tego, której elektrody uŜyjemy do „wepchania” leku,
o
penicylina (-) [bakteriobójcza]
o
hialuronidaza (+) [rozpulchnianie tkanek]
o
nowokaina (+) [znieczulenie]
o
CaCl
2
(+) [utrudniony zrost kostny, zap. gałki ocznej]
galwanopalpacja
•
wykorzystuje się prąd stały
•
omiata się skórę prądem, np. zatoki
kąpiele elektryczno-wodne
•
komorowe
o
wstępujący kierunek prądu
biegun ujemny połączony z elektrodami w wanienkach dla kończyn
górnych
biegun dodatni kończyny dolne
powoduje:
•
zmniejszenie pobudliwości OUN
•
odpływ krwi Ŝylnej z kończyn dolnych
•
odpływ krwi Ŝylnej z serca do płuc
•
odpływ krwi tętniczej do płuc i kończyn dolnych
o
zstępujący kierunek prądu
biegun dodatni kończyna górna
biegun ujemny kończyna dolna
powoduje:
•
obniŜenie pobudliwości OUN
•
odpływ krwi z krąŜenia małego do serca
•
odpływ krwi Ŝylnej z płuc, kończyn górnych
•
dopływ krwi do kończyn dolnych
o
wskazania:
nerwobóle
niedowłady
zespoły bólowe
choroby zwyrodnieniowe stawów
•
całkowite
o
jej wpływ polega na działaniu:
prądu stałego na duŜą pow. ciała
termicznym i hydrostatycznym wody
chemicznym (stosowanie wody mineralnej, dodanie wyciągów roślinnych)
o
wskazania:
zespoły bólowe
niedowłady
nerwobóle
prądy zmienne o małej częstotliwości
•
prostokątne, trójkątne, trapezowe, sinusoidalne
•
działanie zaleŜy od:
o
kształtu impulsu
o
czasu jego trwania
o
amplitudy
o
częstotliwości impulsów
•
zastosowania
o
elektrostymulacja nerwów w niedowładach i poraŜeniach
o
elektrostymulacja przeciwbólowa
o
pobudzanie krąŜenia
o
elektrostymulacja mięśni poraŜonych spastycznie
o
elektrostymulacja mięśni gładkich jelita i pęcherza moczowego
•
rodzaje
mic™
Strona 23
o
stymulacja TENS – przeciwbólowa
o
prądy diadynamiczne Bernarda (DD) – z połączenia dwóch prądów, prądy
pulsujące o kształcie sinusoidalnym, przeciwbólowe, przekrwienne, stymulacja
mięśni
o
elektrostymulacja nerwów obwodowych i mięśni
prawidłowo unerwionych prostokątne
odnerwionych trójkątne
•
elektrostymulacja
o
elektroda czynna
przykłada się do skóry w punkcie motorycznym
elektroda bierna dostatecznie oddalona
o
dwuelektrodowa
zastosowanie: mięśnie odnerwione
2 elektrody w miejscach ścięgien mięśnia
•
prąd prostokątny = galwaniczny
o
czas narastania i opadania bliski 0
o
do pobudzania mm. zdrowych i lekko uszkodzonych
•
prąd trójkątny
∆
∆
∆
∆
o
powolne narastanie natęŜenia
o
kąt graniczny = najmniejszy kąt między linią narastania natęŜenia, a osią czasu,
przy którym uzyskuje się jeszcze skurcz mięśnia
•
prąd sinusoidalny
∼
∼
∼
∼
o
częstotliwość: 2 – 20 kHz
o
przenika głębiej do tkanek
o
nie powoduje nieprzyjemnych wraŜeń czuciowych
o
działanie przeciwbólowe i zwiększające przekrwienie tkanek
•
elektrostymulacja wysokonapięciowa
o
zwykle między 100 - 500 V
o
prądy o duŜej amplitudzie
o
znaczna głębokość penetracji
o
mała wartość skuteczna prądu – daje efekty elektrofizjologiczne
o
znikome odczucie bólu (zbyt krótki czas impulsu)
o
leczenie uszkodzeń miękkich tkanek (odleŜyn, owrzodzeń, ran)
punkt motoryczny mięśnia
•
miejsce na powierzchni mięśnia, w którym nerw wnika bądź wychodzi z mięśnia
punkt motoryczny nerwu
•
miejsce, gdzie nerw jest moŜliwie najbliŜej skóry
reobaza
•
natęŜenie prądu (prostokątny, T=1s), w którym mięsień zaczyna się kurczyć
•
duŜa zmienność osobnicza
chronaksja
•
najkrótszy moŜliwy czas, przy którym skurcz mięśnia następuje, przy prądzie równym
podwójnej reobazie
Prawo du Bois Reymonda
•
mięsień reaguje na skurczem nie na sam prąd, lecz na bodziec elektryczny, którym jest
dostatecznie szybka zmiana natęŜenia prądu w czasie
o
odnerwiony mięsień reaguje na bodziec o róŜnym kształcie
o
mm. gładkie inaczej reagują niŜ mm. prąŜkowane
o
podczas terapii: waŜne by ćwiczyć tylko mięsień odnerwiony (dąŜenie do zaniku róŜnic)
mic™
Strona 24
o
krzywa pobudzenia mięśnia – charakteryzuje pobudliwość mięśnia I/t
akomodacja mięśnia
•
przystosowywanie się zdrowego mięśnia do zmiany napięcia
•
współczynnik akomodacji:
α
=wartość progowa akomodacji [mA]/ reobaza [mA]
o
określa ile razy większego prądu trójkątnego niŜ prostokątnego naleŜy uŜyć aby
skurcz nastąpił
o
prawidło: 3-6
o
< 3 – uszkodzenie
o
> 6 – nerwica wegetatywna
•
iloraz akomodacji:
β
=amplituda nat. prądu trójkątnego/ amplituda nat. prądu prostokątnego
β
=1 – brak akomodacji
β
= 1.5-2.5 prawidłowa
wartość progowa akomodacji
•
najmniejsza wartość prądu (trójkątnego, T=1s) przy którym następuje skurcz mięśnia
•
teoria Malzacka- Walla – dotyczy bólu/znieczuleń
•
czucie nociceptywne = czucie bodźców uszkadzających
drętwa elektryczna
| ryby wykorzystywane do elektroterapii
zębacz nilowy
|
Ból
•
rodzaje
o
sygnalizacyjny
o
niepotrzebny (np. fantomowy)
•
droga bólowa posiada swoiste receptory
•
1. szlak
receptory o niskim
→
włókna mielinowe
→
droga rdzeniowo-
→
jądra tylne
→
gyrus
progu pobudliwości
Aδ – 130 m/s
wzgórzowa
brzuszno-boczne
postcentralis
o
ból dokładnie zlokalizowany
•
2. szlak
receptory o wyŜszym
→
włókna bezrdzenne
→
wieloneuronalny układ
→
twór siatkowaty
progu pobudliwości
typu C – 0.7-2.5 m/s
wstępujący (MAS)
układ limbiczny
podwzgórze, kora
o
rozległa reakcja bólowa
o
następują objawy wegetatywne
o
liczne reakcje obronne
•
substancja p [pain]
o
przekaźnik bólowy
•
kininy
o
peptydy
o
w miejscach uszkodzeń tkanek
o
nie reagują na środki przeciwbólowe, narkotyczne
o
bywają blokowane przez salicylany (np. aspiryna)
mic™
Strona 25
•
endorfiny
o
neurohormony
o
silniejsze od morfiny
o
enkefaliny – mniejsze endorfiny
o
wychwytywane przez receptory opiatowe
o
ich stęŜenie wzrasta w szoku pourazowym, w bardzo silnych traumach
•
steroidy
o
produkowane przez korę nadnerczy
o
w surowicy krwi
o
zmniejszenie stęŜenia zwiększa czucie bólu
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
E
E
l
l
e
e
k
k
t
t
r
r
o
o
t
t
e
e
r
r
a
a
p
p
i
i
a
a
1| Elektrostymulacja czynnościowa (funkcjonalna)
•
stymulacja motoneuronów wykazujących, np. poraŜenie
o
odśrodkowa – bezpośrednio kontroluje skurcz
o
dośrodkowa – od punktu uchwytu bodźce drogą wstępującą, następnie schodzą na
obwód
•
stymulacja nerwu strzałkowego u hemiplegików
o
hemiplegia = poraŜenie połowicze
o
hemipareza = niedowład połowiczy
o
2 elektrody stymulują nerw strzałkowy w bocznej części dołu podkolanowego,
wyłącznik znajduje się pod piętą – włącza się gdy pacjent stopę unosi – następuje
zgięcie stopy i obwiedzenie
•
stymulacja mięśni w skoliozach
o
nierównomierny wzrost trzonów w stosunku do kręgów, Ŝeber itp.
o
2 elektrody pobudzające mięśnie do prostowania kręgosłupa (tylko po jednej
stronie)
o
stosowane u dzieci w nocy (najszybciej wtedy rosną)
o
przy skoliozach I stopnia (II i III stopień – operacyjnie)
o
najczęściej stosowane ortezy: stymulator Fepa PO – 10, Step
Pęcherz neurogenny
•
przy uszkodzeniu rdzenia kręgowego
•
nieprawidłowe działanie zwieracza pęcherza, wypieracza moczu
Pęcherz reflektoryczny
•
skurczony, o bardzo małej pojemności
•
przy małych bodźcach jeszcze bardziej kurczy się i wypiera mocz
Pęcherz atoniczny
•
ściany bez turgoru, wysoki stopień zalegania moczu
•
powikłania chorobowe – perforacja, zapalenia
Nietrzymanie moczu
•
po porodach
•
po poraŜeniu m. miednicy
•
przy stanach zap. cewki moczowej
•
występują nagłe potrzeby oddawania moczu
a) Przy pęcherzu neurogennym
•
2 elektrody bezpośr.
•
nadajnik pod skórą
b) Stymulacja rdzenia na wysokości stoŜka
Nietrzymanie moczu pourazowe
mic™
Strona 26
•
stymulacja ścian pęcherza
•
stymulacja dopochwowa
•
stymulacja doodbytnicza – skuteczniejsza
Przy nadmiernej spastyczności
•
podanie leków
•
środki podawane miejscowo – nakłuwa się części nerwów i podaje się fenole lub
alkohole
•
przecięcie w płaszczyźnie czołowej rdzeń kręgowy
•
stymulacja:
o
z wszczepianymi elektrodami w okolice opon rdzeniowych
o
zabiegi trwające 2 tygodnie –
1 tydzień 2 zabiegi/dzień
2 tydzień 1 zabieg/dzień
trwają 7.5 minuty
•
bardzo wiele przypadków nie gojenia się kości, tkanek spowodowane jest zaburzeniem
potencjałów elektrycznych
•
analgezja
o
niewraŜliwość na ból wskutek choroby lub działania środków farmakologicznych
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
E
E
K
K
G
G
[
[
E
E
l
l
e
e
k
k
t
t
r
r
o
o
k
k
a
a
r
r
d
d
i
i
o
o
g
g
r
r
a
a
f
f
i
i
a
a
]
]
•
metoda rejestrowania zmian prądów i róŜnic potencjałów czynnościowych, wytwarzanych i
przewodzonych przez układ bodźcotwórczo-przewodzący serca w czasie jego czynności
•
podczas badania EKG jest wykorzystywany potencjał elektryczny człowieka
•
na krzywej EKG 5 charakterystycznych załamków:
o
P
czas przewodzenia depolaryzacji w mięśniówce przedsionków
o
Q
o
R
o
S
depolaryzacja i skurcz komór
o
T
repolaryzacja i rozkurcz komór
•
odcinki:
o
PQ
czas między skurczem przedsionków i komór
o
ST
czas między skurczem i rozluźnieniem komór
o
TP
czas między skurczami
•
odstępy:
o
PQ
mic™
Strona 27
czas przewodzenia depolaryzacji od węzła zatokowo-przedsionkowego do
mięśnia komór
o
ST
czas wolnej i szybkiej repolaryzacji mięśnia komór
o
QT
potencjał czynnościowy mięśnia komór
o
RR
czas trwania jednego cyklu pracy serca
•
zmiana kształtu załamków – patologia
•
jeśli punkt I nie leŜy na osi izoelektrycznej - patologia
•
analiza EKG dotyczy
o
załamków
o
odcinków (linii izoelektrycznych między załamkami)
o
odstępów (łączny czas trwania odcinków i załamków)
•
podczas badania
o
elektrody przyczepia się w 4 miejscach
o
skórę trzeba zmoczyć lub pokryć Ŝelem – zmniejszenie oporu
•
tony serca
o
ton I
zamknięcie zastawek dwu- i trójdzielnej
o
ton II
zamknięcie zastawek aorty i pnia płucnego
o
ton III
moŜe występować w odstępie 0.12-0.16 s po drugim tonie w warunkach
fizjologicznych u dzieci, u młodych po wysiłku fizycznym
o
ton IV
powstaje w związku ze skurczem przedsionków i moŜe być niekiedy
słyszany u dzieci zdrowych
•
metody umoŜliwiające określenie wielkości pracy serca
o
Einthovena (pomiar napięć: kończyny górne i dolna lewa)
o
Wilsona (jednobiegunowe 3 elektrody w gwiazdę)
o
Golbergera (2 elektrody z opornikiem i 1 kończynową)
o
jednobiegunowych odprowadzeń przedsercowych Wilsona
o
odprowadzeń przełykowych
o
odprowadzeń wektokardiograficznych (5 elektrod na klatce, jedna na lewej
kończynie dolnej i jedna na głowie)
•
przybliŜone czasy trwania faz serca
o
skurcz przedsionków 0.15 s
o
skurcz komór
0.3 s
o
pauza
0.4 s
•
pojemność wyrzutowa serca w spoczynku – 70 cm
3
(2.4 l/min)
•
prawidłowe tętno – 70/minuta
•
prawidłowe ciśnienie – 120/80 mm Hg (wyŜsze niŜ atmosferyczne)
•
stetoskop = słuchawka do osłuchiwania, dobre przewodnictwo
•
fonendoskop
o
słuchawka dwuuszna, składa się z cz. odbiorczej – komory sprzęgającej oraz
zakończenia w postaci lejka
o
do wysłuchiwania szmerów i tonów, duŜe straty i zniekształcenia
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
R
R
T
T
G
G
•
promieniowanie rentgenowskie to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 10
-
13
– 10
-11
m (między nadfioletem, a gamma)
•
wytwarzane jest w lampach rentegenowskich
•
właściwości promieniowania rentgenowskiego
o
niewidzialność
mic™
Strona 28
o
przenikliwość
o
oddziaływanie z materią
o
jonizacja materii
o
działanie na błony fotograficzne
Stopień radiowraŜliwości
Tkanki i narządy
silnie radiowraŜliwe
układ chłonny, grasica, szpik, krew, nabłonek Ŝołądkowo-jelitowy,
gonady i tkanki płodowe
średnio radiowraŜliwe
narządy zmysłów, skóra, śródbłonki naczyniowe, ślinianki, nerki,
wątroba, płuca, rosnące kości i chrząstki
słabo radiowraŜliwe
OUN, serce, gruczoły endokrynowe, kolagen i tkanka elastyczna,
mięśnie
radioodporne
kości i chrząstki, tkanka łączna
•
maksymalna dopuszczalna dawka promieniowania jonizującego = 2.58
⋅
10
-5
C/kg [na
tydzień przy 8 godzinnym dniu pracy]
•
zasady ochrony przed promieniowaniem jonizującym
o
źródła
promieniowania
powinny
być
stosowane
tylko
w
przypadkach
uzasadnionych korzyści
o
wszystkie ekspozycje powinny być utrzymane na jak najniŜszym poziomie
o
dawki u poszczególnych osób nie powinny przekraczać wartości granicznych
(zasada tzw. ALARA
[as low as is reasonably achivable]
= utrzymanie ekspozycji na
poziomie tak niskim jak to tylko moŜliwe)
•
biologiczne skutki promieniowania jonizującego
skutki somatyczne wczesne
o
zespół szpikowy
dawka 2 – 10 Gy [grej]
czas przeŜycia skraca się od tygodnia do dni, zaleŜy od dawki
główną przyczyną śmierci jest zanik czynności szpiku
o
zespół jelitowy
dawka 10 – 50 Gy
czas przeŜycia nie zaleŜy od dawki
śmierć po upływie 4 – 6 dni
o
zespół mózgowo-naczyniowy
dawka > 50 Gy
śmierć w bardzo krótkim czasie
uszkodzenie OUN
o
dosis letalis [50% w ciągu 30 dni] = 4 Gy
o
śmiertelność 100% = 6 Gy
skutki somatyczne późne
o
skrócenie czasu Ŝycia [zaleŜne liniowo od dawki]
o
rak
o
białaczka
o
zaćma
o
bezpłodność
skutki stochastyczne
•
przypadkowo z pewnym prawdopodobieństwem
•
∈
genetyczne i somatyczne późne
skutki niestochastyczne
•
skutki pewne
•
∈
skutki somatyczne wczesne
mic™
Strona 29
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
U
U
S
S
G
G
[
[
U
U
l
l
t
t
r
r
a
a
s
s
o
o
n
n
o
o
g
g
r
r
a
a
f
f
i
i
a
a
]
]
•
polega na wysyłaniu w kierunku badanego wiązki ultradźwięków, które są z kolei odbijane
przez róŜne narządy ciała i wychwytywane przez odbiornik sprzęŜony z emiterem
•
charakterystyka wiązki ultradźwiękowej
o
pole bliskie (Fresnela)
jeden z obszarów pole emitowanego przez przetwornik, w którym szerokość
wiązki jest względnie stałą, w polu tym wiązka jest cylindryczna,
największe natęŜenie występuje w osi i maleje w kierunku brzegów
o
pole dalekie (Fraunhofera)
jeden z obszarów pola emitowanego przez przetwornik, w którym wiązka
jest rozbieŜna, wiązka ma kształt stoŜka, natęŜenie maleje proporcjonalnie
do kwadratu odległości od źródła
•
ogniskowanie fal ultradźwiękowych
o
za pomocą soczewek
o
elektroniczne
o
zdolność rozdzielczą
•
typy prezentacji obrazów USG
o
prezentacja A
jednomiarowa metoda impulsowo-echowa
oś czasu jest pozioma, sygnały ech wychylają wiązkę elektronów poziomo,
na ekranie poszczególne impulsy reprezentują granice narządu
aparaty oparte na tej prezentacji (echoencefalografy, oftalmografy,
ultrasonokardiografy) słuŜą do pomiarów wielkości narządów
o
prezentacja TM
umoŜliwia badanie struktur organizmu będących w ruchu (np. zastawki
głowica jest przyłoŜona nieruchomo, natomiast struktury ruchome są
ukazywane na ekranie w postaci jasnych punktów przemieszczających się
wzdłuŜ podstawy czasu zgodnie z ruchem rzeczywistym
o
prezentacja B
rodzaj dwuwymiarowej metody echa
stanowi jeden ze sposobów wizualizacji, tj. uzyskanie dwuwymiarowego
obrazu czyli ultrasonogramu wybranego przekroju badanego obiektu, echa
róŜnych struktur biologicznych zostają przedstawione w postaci punktów o
róŜnej jasności
•
zjawisko dopplera uŜywa się w detektorach tętna lub lokalizatorach łoŜyska oraz ocenie
prędkości przepływu krwi
•
ultrasonografia immersyjna
o
badanie USG w kąpieli wodnej, wykorzystuje się przy badaniu sutków, moszny i
całego ciała u małych dzieci
•
ultrasonografia śródoperacyjna
o
badanie USG podczas zabiegów operacyjnych, stosuje się wtedy głowicę o
częstotliwości powyŜej 5 MHz, która przesuwa się po powierzchni odsłoniętego
narządu, metoda ta stosowana jest w poszukiwaniu kamieni w drogach Ŝółciowych
i w nerkach oraz ocenie rozległości procesu nowotworowego w wątrobie i mózgu
•
wskazania do badań USG
o
brak przeciwwskazań
o
nieinwazyjność
o
mały koszt
o
moŜliwość powtarzania
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
N
N
M
M
R
R
[
[
N
N
u
u
c
c
l
l
e
e
a
a
r
r
M
M
a
a
g
g
n
n
e
e
t
t
i
i
c
c
R
R
e
e
s
s
o
o
n
n
a
a
n
n
c
c
e
e
]
]
•
napromieniowując jądra znajdujące się w zewnętrznym polu magnetycznym falą
elektromagnetyczną wywołuje się absorpcję tego promieniowania. następuje to tylko w
przypadku, gdy częstotliwość padającej fali elektromagnetycznej jest równa częstotliwości
precesji spinów
mic™
Strona 30
•
moŜna go osiągnąć przez:
o
zmianę częstotliwości fali elektromagnetycznej przy stałej indukcji magnetycznej B
o
zmianę indukcji magnetycznej przy ustalonej częstotliwości V
•
pole elektromagnetyczne jest wytwarzane przez cewkę, w której płynie prąd zmienny. oś
cewki skierowana jest prostopadle do kierunku stałego pola elektromagnetycznego.
badaną substancję umieszcza się wewnątrz cewki
•
częstotliwość Larmora
o
częstotliwość precesji jąder
o
równa
się
róŜnicy
energii
pomiędzy
stanami
energetycznymi E
-
i E
+
podzielonej przez stałą Plancka
•
przy częstotliwości prądu zasilającego równej częstotliwości Larmora następuje
rezonansowe pochłanianie energii przez jądra próbki. makroskopowym efektem tego
procesu jest zmiana namagnesowania próbki
•
natychmiast po wyłączeniu prądu w cewce, wszystkie jądra precesują z tą samą
częstotliwością i zgodnie w fazie. precesujące wewnątrz cewki jądra (momenty
magnetyczne) indukują w niej siłę elektromotoryczną. wyindukowana SEM jest
odbieranym sygnałem magnetycznego rezonansu jądrowego, zanikającym wykładniczo
•
relaksacja układu
o
oddawanie pochłoniętej energii otoczeniu powodujące zanikanie odbieranego
sygnału
o
jej rezultatem jest powrót wypadkowego namagnesowania do stanu równowagi
podłuŜna
związana z dochodzeniem do równowagi termodynamicznej ze względu na
obsadzenie
poziomów
energetycznych
przez
jądra
atomowe,
czas
charakterystyczny dla tego procesu to czas relaksacji [T1] spin - siatka
poprzeczna
związana z oddziaływaniem sąsiednich jąder, z upływem czasu niektóre jądra
zaczynają precesować szybciej, inne wolniej i ich zgodność precescji w fazie
zaczyna zanikać, czas ograniczający spójność faz precesji to czas relaksacji [T2]
spin-spin (na spójność mają wpływ zderzenia spin-spin)
•
precesja jąder
o
jądro atomowe umieszczone w polu magnetycznym o indukcji B zachowuje się jak
wirujący bąk w polu grawitacyjnym – wykonuje ruch precesyjny wokół kierunku
pola magnetycznego
•
częstotliwość precesji jąder
o
częstotliwość Larmora równa się róŜnicy energii pomiędzy stanami energetycznymi
E
-
i E
+
podzielonej przez stałą Plancka
•
piksel – element powierzchni obrazu
•
woksel – element warstwy obrazowanej; sygnałowi z woksela odpowiada na ekranie
monitora piksel
•
podstawowe elementy kontrastujące tomografu NMR
o
elektromagnes
o
system gradientowy
•
cewki wytwarzające liniowy gradient pola magnetycznego
o
spektrometr
•
główne źródło energii wzbudzania protonów lub jąder atomowych
o
komputer
•
zalety
o
dobrze widoczne tkanki miękkie
o
rozpoznawanie nowotworów
o
przekroje w dowolnych kierunkach
o
brak efektów ubocznych
•
wady
o
róŜne źródła energii mogą dawać szkodliwe biologiczne zmiany
π
γ
υ
2
B
h
E
E
=
−
=
+
−
mic™
Strona 31
o
pole elektromagnetyczne moŜe wywoływać wraŜenie ciepła
o
uciąŜliwość – wymaga przebywania w 2m tulei o średnicy 60 cm i duŜym hałasie
•
nie wykonuje się u osób:
o
z rozrusznikiem serca
o
z wszczepionymi neurostymulatorami, implantami ślimakowymi
o
w ciąŜy
o
cierpiących na klaustrofobię
o
po zabiegach laparoskopowych
•
własności pola magnetycznego
o
bezźródłowe
o
wektorowe
o
niezachowawcze – brak potencjału i energii potencjalnej
o
wytwarzają je poruszające się ładunki (prąd elektryczny)
o
siła Lorentza - F=BqV - oddziaływuje na poruszające się ładunki elektryczne
o
siła elektrodynamiczna - F=BIL
T
T
e
e
m
m
a
a
t
t
:
:
T
T
K
K
[
[
T
T
o
o
m
m
o
o
g
g
r
r
a
a
f
f
i
i
a
a
K
K
o
o
m
m
p
p
u
u
t
t
e
e
r
r
o
o
w
w
a
a
]
]
•
metoda polega na tym, Ŝe lampa rtg przesuwa się w trakcie naświetlania w jednym
kierunku, a sprzęŜona z nią kaseta z kliszą fotograficzną przesuwa się w kierunku
przeciwnym
•
tkanki bada się w plastrach o grubości ok. 13 mm usytuowanych prostopadle do osi
podłuŜnej ciała
•
pacjenta umieszcza się w kozetce przechodzącej przez otwór tzw. bramki skaningowej
urządzenia; moŜe się ona przemieszczać wzdłuŜ osi poziomej przechodzącej przez bramkę
•
w bramce skaningowej znajduje się źródło promieni X i układ detektorów scyntylacyjnych
•
źródło i detektory ustawione są naprzeciw siebie, a pomiędzy nimi znajduje się badana
część pacjenta
•
dodatkowy detektor mierzy natęŜenie pierwotnej wiązki promieni rentgenowskich
•
w pierwszej fazie badania bramka przesuwa się względem ciała pacjenta, przy czym
wąska wiązka promieni X przechodzi przez ciało pacjenta i pada na układ detektorów. w
czasie jednego przesunięcia otrzymuje się jeden rzut tomograficzny z zarejestrowanych
ok. 18 000 pomiarów natęŜenia promieniowania
•
po zakończeniu przesuwu bramka skaningowa obraca się względem ciała pacjenta o 10
°
,
następnie powtarza się przesuw z jednoczesnym pomiarem i obrót ramki o kolejne 10
°
. i
tak 18 razy
•
tomograf komputerowy składa się z:
o
urządzenia przesuwającego (z lampą rtg i układem detektorów)
o
konsoli rtg
o
układu monitorowania i regulacji
o
zespołu pamięci
•
znaczenie
o
moŜliwość zachowania i przetwarzania obrazów
o
spora dokładność
•
izodensyjny
o
pochłaniający promieniowanie identyczne jak prawidłowe otoczenie
•
hipodensyjny
o
pochłaniający mniej promieniowania niŜ prawidłowe otoczenie
•
hiperdensyjny
o
pochłaniający więcej promieniowania niŜ prawidłowe otoczenie
•
okienko tomograficzne
o
jedna z moŜliwości modyfikacji obrazu
o
w związku z tym, Ŝe oko ludzkie rozpoznaje tylko ok. 40 odcieni szarości, moŜemy
tak dostosować obraz, Ŝeby zobaczyć dokładniej tylko to co nas interesuje
o
stopień osłabienia promieniowania wyraŜonych jest w hounsfieldach (Hsf)
o
definiuje się
mic™
Strona 32
•
poziom okienka
średnia wartość współczynnika osłabienia, którą chcemy uwidocznić
na ekranie
•
szerokość okienka
zakres współczynników, które mamy zamiar obserwować, rozłoŜony
symetrycznie wokół poziomu okienka
•
zastosowanie
o
głównie do tkanek miękkich (OUN, trzustka, wątroba)
•
szybka tomografia komputerowa
o
zastosowanie w badaniach układu naczyniowego
•
dla lepszego kontrastu podaje się środki cieniujące
o
negatywne
•
minimalnie osłabiają
•
powietrze, O
2
, CO
2
, gazy szlachetne
•
do badania OUN i jamy podpajęczynówkowej
o
pozytywne
•
bardzo osłabiają promieniowanie
•
w składzie mają Jod lub Bar
▪