Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Свойства некоторых радионуклидовСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
При авариях на АЭС или при ядерных взрывах в атмосферу могут выбрасываться различные радионуклиды, свойства некоторых из них приведены в табл. 11.4. Эти изотопы могут накапливаться в организме, вызывая в нем нарушение деятельности как отдельных органов, так и организма в целом. Так, 131I накапливается в щитовидной железе, и уже 0,35 мг радиоактивного йода опасны для человека (при ежесуточной потребности около 150 мг). Изотоп 90Sr накапливается в костной ткани, а изотоп 137Cs равномерно распределяется в клетках организма. Особую опасность представляют повышенные дозы радиоактивных излучений для кроветворной системы, пищеварительного тракта и желез внутренней секреции человека. Люди, работающие с излучением: в больницах, на АЭС, в лабораториях - могут получать дозу до 0,5 бэр в год. Предельно допустимой биологической дозой для человека при профессиональном облучении считается 5 бэр в год. Минимальная летальная доза от «прямого -луча» условно принята 600 бэр при облучении всего тела. Эквивалентная доза (Н). Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы Н, равной произведению поглощенной дозы Dr, созданной облучением - r и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель wr (называемый еще - коэффициент качества излучения). Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1963 года - биологический эквивалент рентгена, после 1963 года - биологический эквивалент рада 1 Зв = 100 бэр 11. Электромагнитные излучения в медицине. Понятие «физические поля окружающего мира», очевидно, является широким и может включать в себя многие явления в зависимости от целей и контекста рассмотрения. Если употреблять его в строго физическом смысле, то есть как вид материи, то следует иметь в виду прежде всего электрическое, магнитное, электромагнитное, гравитационное поля и поле внутриядерных сил. В экологическом контексте в это понятие могут быть включены потоки ионизирующих частиц, акустические и вибрационные поля, атмосферные изменения и ряд других. Задача данной главы сознательно сужена, и в ней рассматриваются лишь вопросы воздействия на человека электромагнитных полей и потоков ионизирующих излучений. Вся биосфера Земли: простейшие, обширные царства растений и животных и человек - находится в окружении единого материального мира, составляющего ее среду обитания. Сфера обитания является неотъемлемым условием развития жизни и одновременно суммой факторов, влияющих на живые организмы и определяющих эволюцию живой природы. Одним из существенных факторов сферы обитания являются потоки излучений, действию которых подвергается все живое на Земле. Это электромагнитные волны, в безбрежном океане которых находится Земля, межзвездное и галактическое пространство, и ионизирующие излучения. Совокупность ЭМ волн различных длин от тысяч метров до 10 -12 м и короче, распространяющихся во Вселенной (в том числе и в условиях Земли), можно представить в виде шкалы ЭМ волн. Самый длинноволновый диапазон составляют радиоволны, затем по мере укорочения длины волны следуют: инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучения. Необходимо иметь в виду, что границы диапазонов указанные по длинам волн, частотам или энергиям фотонов, приняты условно. Указанные диапазоны перекрываются друг с другом и в природе не имеют четких границ. Физическая природа всех излучений, составляющих шкалу, едина: все эти излучения -электромагнитные волны. В зависимости от частоты v, а следовательно, и энергии фотона hv, существенно меняются свойства распространения и характер взаимодействия ЭМ волн с биологическими объектами. Рис. 11.1. Шкала электромагнитных волн
В табл. 11.1 представлены основные характеристики, механизмы излучения, виды взаимодействия с биологическими объектами и применение в медицине ЭМ волн указанных диапазонов. Основным источником естественного (природного) фона радиоволн на Земле являются атмосферные электрические явления (грозы, зарницы, шаровые молнии), радиоизлучение Солнца и звезд. Интенсивность фона составляет в среднем примерно 10-7Вт/м2. Основным естественным источником излучения в ИК, видимом и УФ-диапазонах является Солнце, а в рентгеновском и гамма-диапазонах также межзвездные и галактические события (образование сверхновых звезд, квазары, пульсары и др.). Фоновая интенсивность в этих диапазонах зависит от многих факторов, в частности от состояния атмосферы и ионосферы, магнитного поля Земли, солнечной активности и др. и может изменяться в довольно широких пределах. ЭМ волны, идущие от Солнца, человек ощущает в виде солнечного тепла (ИК-диапазон), дневного света (видимый диапазон). УФ-диапазон солнечного излучения проявляется в виде пигментации кожного покрова (загар). Рентгеновское и гамма-излучения человек непосредственно не ощущает. Плотность потока энергии ЭМ излучения от Солнца на границе атмосферы составляет 1350 Вт/м2. Эту величину называют солнечной постоянной. Атмосфера поглощает солнечную энергию, поэтому у поверхности Земли на широте Москвы интенсивность падает до 930 Вт/м2. На рис. 11.2 представлен спектр солнечного излучения на верхней границе атмосферы (1) и на поверхности Земли (2). Рис. 11.2. Спектр солнечного излучения (1 - спектр на верхней границе атмосферы, 2 - на поверхности Земли, - спектральная плотность энергетической светимости) Электромагнитные волны Таблица 11.1
Как следует из рисунка, максимум энергии излучения приходится на = 470 нм, а на поверхности Земли - на длину волны около 555 нм. УФ-излучение короче 290 нм поглощается озоновым слоем около верхней границы атмосферы, а часть длинноволнового ИК-излучения - водяным паром. Биосфера Земли, в том числе и человек, развивались в условиях относительного постоянства солнечной радиации, поэтому изменение энергии, падающей на Землю в диапазонах ИК, видимом и УФ, определяемое состоянием атмосферы и ионосферы (например, появлением озоновых дыр), может отрицательно влиять на существование жизни. Наряду с указанными естественными объектами, излучающими ЭМ волны, существуют и другие природные источники. В частности, источником ЭМ излучения является организм человека. Понимание физических механизмов возникновения ЭМ волн открывает возможности изучать процессы рецепции, элек-трогенеза, распространение нервных импульсов в активных средах и целый ряд других жизненно важных функций. Современная наука рассматривает два подхода к объяснению механизмов ЭМ излучения. Первый базируется на законах классической электродинамики в основе которой лежит теория Максвелла. Второй использует законы квантовой механики. Оба подхода объясняют возникновение ЭМ волн в различных диапазонах и взаимно дополняют друг друга. При прохождении ЭМ волны через слой вещества толщиной х интенсивность волны I уменьшается вследствие взаимодействия ЭМ поля с атомами и молекулами вещества. Эффекты взаимодействия могут быть различными в разных веществах и для разных длин волн. Но общий закон ослабления интенсивности волны будет одинаковым: , (11.9) где I 0 - интенсивность падающего излучения. Это выражение носит название закон Бугера, , называется коэффициентом ослабления. В общем виде ослабление определяется поглощением и рассеянием энергии ЭМ волны веществом. Величина I зависит от природы вещества и длины волны. Радиоволны. К радиодиапазону относятся самые длинные ЭМ волны: А, = 3 • 103 до 1 м (частота 105 до 3 • 108 Гц) - длинные, средние, короткие и УКВ-диапазоны, и от 1 до 103 м (частота 3 • 108 - 3 • 1011 Гц) - микроволновый диапазон. Радиоволны, взаимодействуя с биологическими структурами, могут терять часть энергии переменного электрического поля, превращающейся в теплоту, за счет генерации токов проводимости в электролитах (крови, лимфе, цитоплазме клеток) и за счет поляризации диэлектриков тканей организма. Особенности распространения электромагнитных волн в живых тканях: 1. Характерной особенностью живых тканей является сильная зависимость их электрических свойств: диэлектрической проницаемости е и проводимости а от частоты радиоволн. 2. С ростом частоты v длина волны X электромагнитных волн становится соизмеримой с размерами тела. Как известно, длина волны X в веществе с диэлектрической проницаемостью е определяется выражением: , где с = 3 • 108м/с - скорость света. Например, на частоте 460 МГц, применяемой в физиотерапии, длина волны в свободном пространстве () составляет около 0,7 м, а в мягких тканях тела человека только около 0,1 м. 3. На высоких и сверхвысоких частотах вследствие высокой проводимости тканей энергия электромагнитной волны быстро диссипирует в тепло и волны очень быстро затухают по мере прохождения по тканям тела: затухание по мощности в е = 2,72 раза происходит на пути в 1,525 см. Это важно знать при анализе медицинских приложений. Радиоволны от искусственных источников могут иметь большую интенсивность и оказывать отрицательное влияние на жизненно важные процессы. Искусственными источниками радиоволн являются радиовещательные и телевизионные станции, радиолокаторы и спутниковые системы связи. Они могут давать до 30 • 109 Вт в импульсе на частотах около 1010 Гц. Для человека, находящегося в постоянном поле, интенсивность радиоволн 0,1Вт/м2 считается безопасной. На расстояниях более 0,5 км от радиовещательных станций радиоволны длинного, среднего, короткого и УКВ-диапазонов не вызывают в биологических объектах значительных биофизических эффектов. В зонах, где интенсивность радиоволн достигает 100Вт/м2, пребывание человека запрещено нормами Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Эффекты нагрева биологических тканей радиоволнами используются в медицине при проведении физиотерапевтических процедур с помощью аппаратов УВЧ, СВЧ-терапии, а также индуктотермии. ИК, видимое и УФ-излучения могут вызывать фотобиологические процессы в биоструктурах. Видимый свет вызывает в растениях реакции фотосинтеза. При действии дальнего УФ-излучения > 12 эВ может происходить образование свободных радикалов ароматических и серосодержащих белков и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот. ИК и видимые волны активируют термо- и зрительные рецепторы соответственно. Действие ИК-излучения на организм связано, прежде всего, с тепловым эффектом в поверхностных тканях. Для прогрева используют коротковолновую часть ИК-диапазона. УФ-излучение проникает в ткани организма на глубину до 1 мм. Поглощение УФ-излучения связано с фотохимическими реакциями и может привести к появлению эритемы (покраснение и загар). Выделяют три зоны действия УФ на организм: А - антирахитная (400-315нм) - идет синтез витамина Д; В - эритемная (315-280 нм) возникает эритема, ожоги; С - бактерицидная (280-200 нм) - может вызывать канцерогенез, мутации, бактерицидный эффект. Последний используется в операционных и перевязочных отделениях клиник для дезинфекции помещений. Рентгеновское и гамма-излучения обладают высокими энергиями квантов, что определяет их специфическое взаимодействие с веществом, - эти излучения являются ионизирующими. Рентгеновское излучение при взаимодействии с веществом может когерентно рассеиваться (при взаимодействии фотонов невысоких энергий с электронами внутренних оболочек). Рентгеновское и гамма-излучения могут вызывать фотоэффект, а при больших энергиях фотонов - комптон-эффект. Образующееся вторичное излучение при комптон-эффекте лежит всегда в более длинноволновой области, чем первичное излучение. Это объясняется тем, что часть энергии исходного рентгеновского или гамма-фотонов расходуется на совершение работы выхода и сообщение электрону кинетической энергии. Вторичное излучение также может быть ионизирующим, например, при взаимодействии гамма-фотона с веществом может возникать вторичное излучение в рентгеновском диапазоне. При взаимодействии гамма-фотонов высокой энергии с веществом могут образовываться пары: электрон-позитрон (11.8). Рассмотренные эффекты взаимодействия рентгеновского и гамма-излучений с веществом могут идти независимо и одновременно. Доля того или иного эффекта в общей картине взаимодействия зависит от энергии фотона (длины волны излучения) и порядкового номера вещества. Особенно сложным является проявление этих свойств при взаимодействии рентгеновского и -излучения с биологическими объектами. Это связано с тем, что поглощение различных тканей организма может сильно отличаться. Одной из важных характеристик ЭМ-излучения, определяющей характер его взаимодействия с биологическими объектами, является энергия фотона е. Мы говорили ранее, что ЭМ-излучение обладает одновременно как свойствами волны, так и свойствами частицы (проявление корпускулярно-волнового дуализма). Выраженность каждого из этих свойств зависит от длины волны. Так, в радиодиапазоне и в ИК-излучении проявляются волновые свойства (дифракция волн, интерференция), в видимом диапазоне и те и другие свойства выражены примерно одинаково (дифракция - волновые, фотоэффект -корпускулярные). С уменьшением длины волны сильнее проявляются корпускулярные свойства ЭМ-излучения. Начиная с энергии кванта, примерно равной 12 эВ (1 эВ = 1,6 • 10 -19 Дж), что соответствует дальнему УФ, и далее в диапазоне рентгеновского и тем более гамма-излучения, ЭМ волна ведет себя как поток частиц. С этой условной границы ЭМ-излучения могут ионизировать вещество, и поэтому, начиная с дальнего УФ, рентгеновское и гамма-излучения относят к ионизирующим.
12. Радиоактивное излучение в медицине. В природе наблюдается явление радиоактивного распада - самопроизвольное превращение ядер определенных элементов в ядра других элементов с испусканием радиоактивных альфа-, бета- и гамма-излучений. Потоки альфа-частиц, электронов и позитронов, а также гамма- излучение возникают при радиоактивном распаде: 1) -частицы образуются в результате распада тяжелых ядер: , -частицы состоит из 4-х нуклонов: двух нейтронов и двух протонов; 2) потоки электронов и позитронов возникают в результате -распада: , , где - электрон, - позитрон, и - нейтрино и антинейтрино соответственно; 3) - и - распады могут сопровождаться -излучением (кванты электромагнитного поля с высокой энергией). Возможны и другие процессы, приводящие к гамма-излучению. К основным свойствам радиоактивных излучений относятся их проникающая и ионизирующая способности. Характеристики радиоактивных излучений
Ионизирующая способность излучения оценивается линейной плотностью ионизации i: , где dn - число ионов одного знака, образованных ионизирующей частицей на элементарном пути dl. На практике эта величина оценивается количеством пар ионов, образованных частицей на 1см пробега. Проникающая способность излучения оценивается длиной свободного пробега или средним линейным пробегом — среднее расстояние, которое проходит частица в данном веществе, пока она способна ионизировать. Ионизирующая и проникающая способности частиц зависят от их заряда и массы, а также от плотности вещества, в котором идет процесс ионизации. Чем больше заряд и масса частицы, тем больше ее способность ионизировать вещество и тем меньше ее средний линейный пробег. Средние значения энергий, линейной плотности ионизации, линейного пробега для радиоактивных излучений приведены в табл. Вследствие различных ионизирующих и проникающих способностей радиоактивных излучений способы защиты от них различны: для защиты от -частиц достаточно слоя бумаги, одежды и т.п.; от -излучения можно защититься сантиметровым слоем дерева, стекла или любого легкого металла; для защиты от -излучения применяются толстые (до метров) слои воды, бетона, кирпичные стены, а также пластины из свинца толщиной до 10 см. Действие ионизирующих (рентгеновское и -излучение, потоки -частиц, электронов, позитронов, а также потоки нейтронов и протонов)излучений на вещество оценивают дозой D. При облучении организма ионизирующими излучениями, например при процедурах лучевой терапии, в участках тканей, находящихся на разных глубинах, поглощается разная величина энергии, а следовательно, и поглощенная доза для этих глубин будет разная. Для излучений с малой энергией фотона распределение Dп по глубине будет определяться экспоненциальным законом ослабления интенсивности излучения
. (1) Дозы и их единицы измерения
Жесткое излучение вызывает эффекты вторичной ионизации, а это, в свою очередь, повышает локальное выделение энергии на глубинах, где возникает вторичная ионизация. Этот эффект используется при лечении опухолей: подбором жесткости излучения достигают выделение максимума энергии в месте очага. Потоки протонов и нейтронов с большой энергией имеют малые коэффициенты ослабления и отдают большую часть энергии (максимум Dn) в конце пробега и их кинетическая энергия становится сравнимой с тепловой (рис. 11.3, в). Биологическая доза (эквивалентная) зависит от вида излучения и связана с поглощенной соотношением D6 = K*Dп, (2) где К - коэффициент качества, зависящий от вида излучения: Для рентгеновского и гамма-излучение К =1, нейтроны, протоны К =10,альфа-излучение К =20.
Из выражения (2)следует, что эффект действия на организм человека радиоактивных излучений существенно зависит не только от величины поглощенной энергии Dп на 1 кг, но и от вида действующего излучения. При действии на организм потока нейтронов могут происходить: упругое соударение с ядром и вторичная ионизация; неупругое соударение с ядром с испусканием -кванта; захват нейтрона ядром с образованием радиоактивного изотопа. Последний эффект может быть причиной образования в организме радиоактивных изотопов: а также может идти ряд других реакций. При взаимодействии ионизирующих излучений с водой происходит радиолиз воды, в результате которого возможно образование возбужденных молекул (Н2О*), ионов (например, Н2О+), радикалов (например .Н, .ОН), перекиси водорода (Н2О2). Эти высокоактивные в химическом отношении соединения могут взаимодействовать с остальными молекулами биологической системы, что может привести к нарушению нормального функционирования мембран, клеток и органов. Кроме того, действие радиоактивных излучений может вызывать в организме образование свободных радикалов нуклеиновых кислот, липидов и др. Мощность дозы определяется по формуле: . Для внесистемных единиц измеряется в рад/с, Р/час, бэр/год и др.
Важно отметить, что природный радиоактивный фон, оказывая влияние на развитие жизни на Земле, является неотъемлемой частью сферы обитания человека. В условиях радиоактивного фона происходят такие процессы, как деление одноклеточных организмов и клеток, развитие эмбрионов насекомых, рост и развитие высших растений и животных. . Свойства некоторых радионуклидов
При авариях на АЭС или при ядерных взрывах в атмосферу могут выбрасываться различные радионуклиды, свойства некоторых из них приведены в табл. Эти изотопы могут накапливаться в организме, вызывая в нем нарушение деятельности как отдельных органов, так и организма в целом. Так, 131I накапливается в щитовидной железе, и уже 0,35 мг радиоактивного йода опасны для человека (при ежесуточной потребности около 150 мг). Изотоп 90Sr накапливается в костной ткани, а изотоп 137Cs равномерно распределяется в клетках организма. Особую опасность представляют повышенные дозы радиоактивных излучений для кроветворной системы, пищеварительного тракта и желез внутренней секреции человека. Люди, работающие с излучением: в больницах, на АЭС, в лабораториях - могут получать дозу до 0,5 бэр в год. Предельно допустимой биологической дозой для человека при профессиональном облучении считается 5 бэр в год.Минимальная летальная доза от «прямого -луча» условно принята 600 бэр при облучении всего тела. Радиоактивные излучения широко используются в диагностике и в терапии заболеваний. Радионуклидная диагностика или, как его называют, метод меченых атомов используется для определения заболеваний щитовидной железы (с использованием радиоизотопа 131I). Этот метод; также позволяет изучать распределения крови и других биологических жидкостей, диагностировать заболевания сердца и ряда других органов. Гамма-терапия — это метод лечения онкологических заболеваний с помощью -излучения. Для этого применяют чаще всего специальные установки, называемые кобальтовыми пушками, в которых в качестве излучающего изотопа используют 66Со. Применяется также радоновая терапия: минеральные воды, содержащие 222Rn и его продукты, используются для воздействия на кожу (радоновые ванны), органы пищеварения (питье), органы дыхания (ингаляция). Для лечения онкологических заболеваний применяются -частицы в комбинации с потоками нейтронов. В опухоль вводят элементы, ядра которых под воздействием потока нейтронов вызывают ядерную реакцию с образованием -излучения: или Таким образом, -частицы и ядра отдачи образуются в том месте органа, которое необходимо подвергать воздействию. Доказано, что изменение радиоактивного фона, состояние магнитосферы и ионосферы Земли непосредственно влияют на экологию и состояние биосферы. Техногенные источники электромагнитных излучений, все шире используемые человеком, вносят свой отрицательный вклад в экологическое состояние нашей планеты. 13. Виды физических полей тела человека. Их источники и характеристики. Физические поля, которые генерирует организм в процессе функционирования, называют собственными физическими полями организма человека. Многочисленные физические методы исследования организма человека, использующие регистрацию собственных физических полей человека, позволяют получить информацию о процессах в организме, которую нельзя получить иными способами. Электрокардиография - типичный тому пример. Вокруг человека существуют электромагнитные и акустические поля. Рис. 12.1. Схема электромагнитных (справа) и акустических (слева) собственных полей человека. Электромагнитные поля: Е - электрическое поле, В - магнитное, СВЧ — сверхвысокочастотные электромагнитные волны дециметрового диапазона, ИК - электромагнитные волны инфракрасного диапазона, видимое - оптический диапазон излучений. Акустические поля: НЧ - низкочастотные колебания, КАЭ - кохлеарная акустическая эмиссия, УЗ - ультразвуковое излучение. Цифры - характерные частоты излучений (в герцах). Заштрихованы области тепловых излучений. Справа и слева указаны названия датчиков и приборов для регистрации соответствующих полей. СКВИД - сверхпроводящий квантовый интерферометр, ФЭУ — фотоэлектрический умножитель.
Электромагнитные поля. 1) низкочастотное электрическое (Е) и магнитное (В) поле (частоты ниже 103 Гц); 2) радиоволны сверхвысоких частот (СВЧ) (частоты 109- 1010 Гц и длина волны вне тела 3-60 см); 3) инфракрасное (ИК) излучение (частота 1014 Гц, длина волны 3-10 мкм); 4) оптическое излучение (частота 1015 Гц, длина волны порядка 0,5 мкм). Низкочастотные поля создаются главным образом при протекании физиологических процессов, сопровождающихся электрической активностью органов: кишечником (~1 мин), сердцем (характерное время процессов порядка 1 с), мозгом (-0,1 с), нервными волокнами (~10 мс). Спектр частот, соответствующих этим процессам, ограничен сверху значениями, не превосходящими ~1кГц. В СВЧ и ИК-диапазонах источником физических полей является тепловое электромагнитное излучение. Таблица. Характеристики электромагнитных полей, создаваемых телом человека
Акустические поля. Диапазон собственного акустического излучения ограничен со стороны длинных волн механическими колебаниями поверхности тела человека (0,01 Гц), со стороны коротких волн ультразвуковым излучением, в частности, от тела человека регистрировали сигналы с частотой порядка 10 МГц. Существуют три диапазона акустического поля 1) низкочастотные колебания (частоты ниже 103 Гц); 2) кохлеарную акустическую эмиссию (КАЭ) - излучение из уха человека (v ~103 Гц); 3) ультразвуковое излучение (v ~ 1-10 МГц). Низкочастотное излучение создается физиологическими процессами: дыхательными движениями, биением сердца, током крови в кровеносных сосудах и некоторыми другими процессами, сопровождающимися колебаниями поверхности человеческого тела в диапазоне приблизительно 0,01- 103 Гц. Это излучение в виде колебаний поверхности можно зарегистрировать контактными, либо бесконтактными методами, однако его практически невозможно измерить дистанционно с помощью микрофонов. Это связано с тем, что идущие из глубины тела акустические волны практически полностью отражаются обратно от границы раздела «воздух-тело человека» и не выходят наружу в воздух из тела человека. Коэффициент отражения звуковых волн близок к единице из-за того, что плотность тканей тела человека близка к плотности воды, которая на три порядка выше плотности воздуха. Источником акустического изучения мегагерцового диапазона является тепловое акустическое излучение - полный аналог соответствующего электромагнитного излучения. Оно возникает вследствие хаотического теплового движения атомов и молекул человеческого тела. Интенсивность этих акустических волн, как и электромагнитных, определяется абсолютной температурой тела. Акустические поля человека Поверхность человеческого тела непрерывно колеблется. Эти колебания несут информацию о многих процессах внутри организма: дыхательных движениях, биениях сердца и температуре внутренних органов. Низкочастотные механические колебания с частотой ниже нескольких килогерц дают информацию о работе легких, сердца, нервной системы. Регистрировать движения поверхности тела человека можно дистанционными или контактными датчиками в зависимости от решаемой задачи. Например, в фонокардиографии для измерения акустических шумов, создаваемых сердцем, используют микрофоны, устанавливаемые на поверхности тела. Электрические сигналы с датчиков усиливают и подают на регистрирующее устройство либо ЭВМ и по их форме и величине делают заключения о движениях тех или иных участков тела. Кохлеарная акустическая эмиссия. Из уха животных и человека могут излучаться звуки - это явление называют кохлеарной акустической эмиссией, поскольку их источник локализован в улитке (cochlea) органа слуха. Эти звуки можно зарегистрировать микрофоном, расположенным в ушном канале. Обнаружен ряд видов кохлеарной акустической эмиссии, среди которых выделяется так называемая спонтанная эмиссия и акустическое эхо. Спонтанная эмиссия - это самопроизвольное непрерывное излучение звука из ушей человека. Уровень звукового давления достигает 20 дБ, т.е. в 10 раз выше порогового значения 2 • 10 5 Па, которое способно воспринимать ухо человека на частоте 1 кГц. Частоты эмиссии у разных лиц отличаются и лежат в диапазоне 0,5-5 кГц, излучение обладает высокой монохроматичностью. Эмиссия наблюдается в среднем у 25% мужчин и у 50% женщин. Спонтанная эмиссия не имеет никакого отношения к «звону в ушах» - субъективному ощущению чисто нервного происхождения. Кохлеарная акустическая эмиссия связана с деятельностью так называемых наружных волосковых клеток, расположенных в кортиевом органе улитки. В ответ на приходящую звуковую волну они изменяют свои размеры и вызывают во внутреннем ухе механические колебания, которые способны, распространяясь в обратном направлении, выходить наружу через среднее ухо. Биофизический механизм быстрых изменений геометрии клеток пока неясен, его быстродействие в сто раз выше, чем у мышц. Из всех видов кохлеарной акустической эмиссии применение в медицине пока что нашло явление акустического эха -излучения звуков из уха спустя некоторое время после подачи в ухо короткого звукового сигнала. Оно используется для диагностики слуха новорожденных в первые несколько дней жизни, когда невозможно использовать обычные методы аудиометрии. Отсутствие эха является тревожным симптомом не только глухоты, но и зачастую сопряженных с ней поражений других отделов центральной нервной системы. Ра
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-25; просмотров: 768; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.220.86.253 (0.017 с.) |