Физические процессы в тканях при воздействии током и электромагнитными полями

 

Задание 1. Выберите правильный ответ:

 

1. Укажите физиотерапевтические методы,основанные на действии постоянного тока:

 

гальванизация, электрофорез;

2. Укажите физиотерапевтические методы,основанные на действии электрического тока высокой частоты: УВЧ-терапия, диатермия

3. При электрофорезе между электродами и кожей помещаютсяпрокладки, смоченные раствором лекарственных веществ

 

4. Порогом ощутимого тока называютнаименьшую силу тока, раздражающее действие которой ощущает человек;

 

5. Порогом неотпускающего тока называют минимальную силу тока, при которой человек не может самостоятельно разжать руку

 

6. Физиотерапевтический метод УВЧ-терапии основан на воздействии на ткани и органыпеременным высокочастотным электрическим полем;

 

7. При воздействии на ткани переменным электрическим полем УВЧ в них происходит выделение теплоты

8. Физиотерапевтический метод гальванизации основан на воздействии на органы и ткани постоянным электрическим током;

 

9. Физиотерапевтический метод индуктотермии основан на воздействии на органы и ткани

переменным высокочастотным магнитным полем;

 

 

10. Количество теплоты,выделяющееся в тканях-проводниках при УВЧ-терапии зависит отнапряженности электрического поля и удельного сопротивления;

 

 

 

1. 1) Гальванизация представляет собой лечебный метод введения лекарственных веществ через кожу.

2) Гальванизация представляет собой лечебный метод воздействия постоянным током.

3) Диатермия представляет собой лечебный метод воздействия высокочастотным током.

4) Порог неотпускающего тока не зависит от частоты тока.

 

 

2. 1) Электрофорез представляет собой метод введения лекарственных веществ через кожу при помощи постоянного тока.

2) Диатермия представляет собой лечебный метод воздействия электрическим полем.

3) Гальванизация представляет собой лечебный метод воздействия током низкой частоты.

4) Порог неотпускающего тока зависит от частоты тока.

 

3. 1) Метод УВЧ-терапии представляет собой метод воздействия на ткани и органы

 

высокочастотным магнитным полем.

 

2)Метод УВЧ-терапии представляет собой метод воздействия на ткани и органы высокочастотным электрическим полем.

 

3)Метод УВЧ-терапии представляет собой метод воздействия на ткани и органы высокочастотным током.

 

4) Порог ощутимого тока зависит от частоты тока.

 

4. 1) Электрофорез представляет собой метод введения лекарственных веществ через кожу при действии тока высокой частоты.

2)Количество теплоты, выделяющееся в органах и тканях при высокочастотной физиотерапии, зависит от частоты.

 

3) Количество теплоты, выделяющееся в диэлектриках при УВЧ-терапии, не зависит от частоты.

4) Количество теплоты, выделяющееся в электролитах при УВЧ-терапии, не зависит от частоты.???

 

 

5. 1) В кардиостимуляторах используются прямоугольные импульсы с частотой, близкой к частоте сердечных сокращений.

2) Воздействие импульсными токами используется только для кардиостимуляции.

3) Воздействие импульсными токами используется только для электрогимнастики мышц.

4) Воздействие импульсными токами применяется при лечении электросном.

 

Задание 3. Установите соответствия:

 

1. Физиотерапевтический метод: Действующий фактор:

1) диатермия – ток высокой частоты

2) индуктотермия – переменное магнитное поле

3) УВЧ-терапия – переменное электрическое поле

4) электрофорез – постоянный ток

 

2. 1) Прямоугольные импульсы с

частотой n = 5- 150 Гц – лечение электросном

2) Прямоугольные импульсы с

частотой n = 1-1.2 Гц

3) Треугольные импульсы с частотой

 

=100 Гц – стимуляция сердечной мышцы

2) Экспоненциальные импульсы

 

1 частотой n = 8-80 Гц – возбуждение мышц при электрогимнастике

 

3. Количество теплоты,выделяющееся в проводниках, определяется по формуле: q=wE²ee₀tgd

Количество теплоты, выделяющееся в тканях, определяется по формуле q=E ²/r;

Количество теплоты, выделяющееся в диэлектриках, определяется по формуле q=E²/r + wE² ee₀ tgd.

 

Задание 4. Составьте высказывание из нескольких предложенных фраз:

 

1. А. УВЧ-терапия-физиотерапевтический метод, который основан на воздействии на ткани, переменным электрическим полем.При этом в тканях происходитвыделение тепла;

C А. Метод введения лекарственных веществ через кожу или слизистую оболочку называется электрофорез. Для этой цели используют токи низкой частоты;

В. Лекарственные вещества располагают на электродах с учетом следующего условия: анионы вводят с катода;

3. А. Количество теплоты,выделяющееся в тканях и органах при УВmЧ-терапии, зависит от частоты.

Б. Количество теплоты зависит также от следующих характеристик ткани:

1) удельного сопротивления; 3) диэлектрической проницаемости;

 

4. А. Порогомощутимого тока называютнаименьшую силу тока, раздражающее действие которого ощущает человек. Эта величиназависит от частоты тока. Порог ощутимого тока зависит от частоты тока

 

 

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕДИЦИНСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Задание 1. Выберите правильный ответ:

 

1. Главное требование по обеспечению безопасности, которое предъявляется к разработчикам

медицинской электронной аппаратуры: сделать недоступным касание частей аппаратуры, находящихся под напряжением;

 

2. Укажите единицу вероятности безотказной работы:

безразмерная величина

3. Интенсивность отказов измеряется в следующих единицах: с^-1;

4. На какие классы подразделяются медицинские изделия в зависимости от возможных

последствий отказа в процессе эксплуатации?

А,Б,В,Г;

 

5. Функцией преобразования датчика является зависимость выходной величины от входной;

 

6. Чувствительность датчика характеризуетспособность датчика реагировать на изменение входного сигнала;

 

7. Что общего у усилителя,датчика и регистратора(самописца)?а) системы, через которые всегда протекают электрические токи;

 

в) системы, преобразующие входной сигнал в выходной

 

 

8. Какой характеристике усилителя будет соответствовать частотная зависимость

чувствительности датчика? амплитудной

9. В чем может проявиться инерционность датчика? В недолговечности его работы;

 

 

10. Электрические преобразователи (датчики) предназначены для преобразования неэлектрических величин в электрические.

11. Порогом чувствительности датчика называется величина, равная минимальному значению входной величины, которое определяется датчиком;

 

12. Укажите формулу для определения чувствительности датчика (х - входная величина,

a - выходная величина): Z = Da /Dх;

13. Укажите, какие из перечисленных датчиков являются параметрическими:

емкостный; реостатный;

 

14. Генераторными называются датчики, которые под воздействием измеряемого сигнала генерируют ток или напряжение; Чувствительностью датчика называется величина, равная отношению изменения выходной величины к соответствующему изменению входной величины;

15. Если характеристика датчика линейная, то при увеличении входной величины, его чувствительность уменьшается;

 

17. Параметрическими называются датчики, которые под воздействием измеряемого сигнала изменяют какой-либо параметр

18. Характеристика датчика показывает зависимость выходной величины от входной величины

 

19. Укажите,какие из перечисленных датчиков являются генераторными:

 

а) фотоэлектрический; д) пьезоэлектрический.

 

20. Амплитудная характеристика усилителя – это зависимость...

а) амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного сигнала; б) амплитуды выходного сигнала от частоты входного сигнала; в) коэффициента усиления от амплитуды входного сигнала; г) амплитуды входного сигнала от амплитуды выходного сигнала.

21. Частотная характеристика усилителя – это зависимость амплитуды входного сигнала от его частоты;

22. Амплитудные искажения возникают при усилении гармонического сигнала в том случае, если амплитуда входного сигнала выходит за границы линейного участка амплитудной характеристики усилителя;

23. Частотные искажения возникают при усилении периодического сигнала в том случае, если амплитуда входного сигнала выходит за границы линейного участка амплитудной характеристики усилителя;

Задание 2. Укажите правильные высказывания:

 

1. 1) Медицинской электроникой называют разделы электроники, используемые для решения диагностических задач.

2) Надежность есть некоторое обобщающее понятие, которое характеризует способность изделия не отказывать в работе в заданных условиях эксплуатации и сохранять свою работоспособность в течение заданного интервала времени.

 

3) Регистрирующим прибором называют устройство, фиксирующее информацию на каком-либо носителе.

 

2. 1) Электробезопасность медицинской электронной аппаратуры сводится к ее безопасности для пациентов.

2) Вероятность безотказной работы оценивается экспериментально отношением числа работающих за некоторое время изделий к общему числу испытывавшихся изделий.

 

3) Устройством отображения называют такое устройство, которое временно представляет информацию и при появлении новой информации прежняя информация бесследно исчезает.

 

 

C 1) Интенсивность отказов характеризует число отказов в единицу времени.

Током утечки называют ток, который проходит через тело человека при касании им корпуса нормально работающей аппаратуры.

 

Электродами называют проводники специальной формы, соединяющие измерительную цепь с биологической системой.

 

C 1) Если датчик имеет линейную характеристику, то при увеличении входной величины, его чувствительность уменьшается.

Порогом чувствительности датчика называется величина, равная отношению выходной величины ко входной.

 

При изменении входной величины в параметрических датчиках генерируется электрический ток.

 

Датчики предназначены для преобразования измеряемой величины в сигнал, удобный для передачи и регистрации.

 

5) Функция преобразования датчика - функциональная зависимость входной величины от выходной.

 

5. 1) Причиной возникновения линейных искажений является зависимость коэффициента усиления усилителя от частоты.

2) Причиной возникновения нелинейных искажений является зависимость коэффициента усиления усилителя от частоты.

 

3) Частотная характеристика усилителя – зависимость частоты входного сигнала от амплитуды.

 

4) Коэффициент усиления равен отношению приращения напряжения на выходе усилителя к вызвавшему его приращению напряжения на входе.

 

5) Коэффициент усиления равен отношению приращения напряжения на входе усилителя к вызвавшему его приращению напряжения на выходе.

 

Задание 3. Установите соответствия:

 

1. Дайте определение:

1) Медицинский прибор - техническое устройство, позволяющее создавать энергетическое воздействие терапевтического, хирургического или бактерицидного свойства, а также обеспечивать в медицинских целях определенный состав различных субстанций

Медицинский аппарат - устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал удобный для передачи, дальнейшего преобразования или регистрации;

 

3) Датчик - техническое устройство, предназначенное для диагностических или лечебных измерений

4) Электрод для съема биоэлектрического сигнала - проводники специальной формы, соединяющие измерительную цепь с биологической системой

5)

Регистрирующий прибор (регистратор) - техническое устройство, фиксирующее информацию на каком-либо носителе.

 

 

2. Назовите класс медицинского изделия в зависимости от возможных последствий отказа в

процессе эксплуатации (А, Б, В или Г):

1) изделия, отказ которых снижает эффективность или задерживает лечебно-диагностический процесс – класс В

2) изделия, не содержащие отказоспособных частей – класс Г

3) изделия, отказ которых представляет непосредственную

опасность для жизни пациента или персонала

4) изделия, отказ которых вызывает искажение – класс А

информации о состоянии организма или окружающей среды, не приводящее к непосредственной опасности для жизни пациента или персонала – класс Б

 

 

В структурной схеме съема, передачи и регистрации медико-биологической информации первичным элементом является электрод или датчик

В структурной схеме съема, передачи и регистрации медико-биологической информации завершающим элементом является регистрирующий прибор

В структурной схеме съема, передачи и регистрации медико-биологической информации промежуточным элементом является усилитель

4. 1)Генераторные датчики: пьезоэлектрические, термоэлектрические, индукционные, фотоэлектрические

2) Параметрические датчики: индуктивные, емкостные, реостатные

5. Проведите классификацию видов аналоговых регистрирующих устройств в зависимости от

 

формы представления информации:

1) Регистрация информации может быть осуществлена

нанесением слоя вещества (красителя) на носитель: чернильно-перьевая система, струеписная система

2) Регистрация информации может быть осуществлена

изменением состояния вещества носителя: фоторегистрация, элетрохимическая система, магнитная запись

 

3) Регистрация информации может быть осуществлена

снятием слоя вещества с носителя: закопченная поверхность, тепловая запись

Чувствительность реостатного датчика определяется по формуле: Z = DU / Dl.

Чувствительность пьезоэлектрического датчики определяется по формуле Z = DU/ DТ;

Чувствительность емкостного датчика определяется по формуле: Z = DC / Dl;

Чувствительность термоэлектрического датчика определяется по формуле Z = DR/ Dl;

 

Чувствительность - отношение изменения выходной величины к соответствующему изменению входной величины.

Функция преобразования - функциональная зависимость выходной величины от входной величины.

Предел датчика - максимальное значение входной величины, которое может быть воспринято датчиком без искажения.

Порог чувствительности - минимальное значение входной величины, которое определяется датчиком.

Задание 4. Составьте высказывания из нескольких предложенных фраз:

 

1. А. Если медицинский электронный приборне заземлен, то в случаепробоя его на корпус при касании человеком корпуса прибора через его тело может пройтизначительный ток;

2. А. Произвели две серии испытаний надежности медицинской аппаратуры одинаковой

продолжительности с одинаковым общим числом испытывавшихся изделий. Оказалось, что

во второй серии было большее число работающих изделий. Это означает,что вероятность безотказной работы изделий второй серии больше;

 

 

3. А. В обычном электрокардиографе,регистрирующем(отображающем)биопотенциалы,

устройством съема является датчик, в отличие от общей структурной схемы съема,передачи и регистрации медико-биологическойинформации, в этом случае отсутствуют усилитель

Наиболее распространенным способом регистрации электрокардиограммы является запись на равномерно двигающейся бумажной ленте;

4. А. Если сопротивление электрод-кожа со временем будетувеличиваться, то это приведет к...биопотенциалов, подаваемых на входусилителя с целью их последующей регистрации

1) увеличению; 2) уменьшению;

 

5. А. Если со временем чувствительность датчикаизменяется, то частота переменного воздействияизмеряемой величины будет влиять на значение сигнала на выходе датчика

Б. Если функция преобразования датчика является прямо пропорциональной зависимостью,то

его чувствительность остается постоянной.

 

6. А. Реостатный датчик являетсяпараметрическим.

Б. действие реостатного датчика основано на зависимостисопротивления проводника от егодлины

Г. Входной величиной реостатного датчика являетсядлина проводника, а выходнойсопротивление.

7. А. Функция преобразования датчика-функциональная зависимость выходной a величины

отвходной Х величины

 

В. Обычно стремятся иметь датчик слинейной характеристикой, так как в этом случае при увеличении входной величины чувствительность датчикане изменяется

 

8. Пьезоэлектрический датчик являетсягенераторным

действие пьезоэлектрического датчика основано на явлении прямого пьезоэффекта

В. Входной величиной пьезоэлектрического датчика являетсядавление, а выходнойсопротивление

 

 

Д. Единицей чувствительности пьезоэлектрического датчика являетсяОм/м

 

9. А. ЧувствительностьZдатчика показывает в какой меревыходная a величина реагирует на изменениевходной Х

 

Чувствительность датчика определяется по формуле:

 

Z = Da /DХ;

 

10. А. Тензодатчик являетсяпараметрическим.

 

Б. действие тензодатчика основано на явлении тензоэлектрического эффекта, который заключается визменении сопротивления проводника при его деформации;

 

Г. Входной величиной тензодатчика являетсяудлинение проводника, а выходнойсопротивление.

 

A А. Датчики предназначены дляпреобразования неэлектрической величины в электрический сигнал;

Б. Генераторные датчики генерируют напряжение или ток при изменении входного сигнала.

 

 

В. Примером генераторного датчика являетсяиндукционный

 

Г. В параметрическихдатчиках происходит изменение какого-либо параметра в ответ на изменение входного сигнала.

Д. Примером параметрического датчика являетсяиндуктивный

 

сопротивление ткани создается: биологическими мембранами – емкостное, тканевой жидкостью, являющейся электролитом – активное

Активное сопротивление ткани создается тканевой жидкостью, являющейся электролитом.

Емкостное сопротивление ткани создается биологическими мембранами

Возникновение сдвига фаз между силой тока и напряжением при прохождении переменного тока через биологическую ткань доказывает наличие у нее реактивного сопротивления

В области γ-дисперсии (v ~ 2*10¹⁰ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют только молекулы воды

Биологические ткани по своим электрическим свойствам проявляют себя только как лиэлектрики

Выделение тепла в тканях при прохождении электрического тока обусловлено наличием у них реактивного сопротивления

Частотная зависимость импеданса тканей позволяет оценить жизнеспособность ткани

В области β-дисперсии (v= 10⁶ – 10⁷ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют крупные молекулы-диполи органических соединений

v=10⁶ * 10⁷ Гц – β-дисперсии

v ~ 2*10¹⁰ Гц – γ-дисперсии

10² < v < 10⁴ Гц – α-дисперсии

В области γ-дисперсии импеданса поляризация ткани осуществляется только молекулами воды

В области β-дисперсии импеданса поляризация ткани осуществляется крупными молекулами-диполями органических соединений и молекулами воды

В области α-дисперсии импеданса поляризация ткани осуществляется всеми дипольными структурами ткани

При пропускании переменного тока через ткани сила тока по фазе опережает приложенное напряжение

При уменьшении частоты переменного тока импеданс тканей увеличивается

Электрическая схема, эквивалентная живой ткани, представляет собой схему, состоящую из резисторов и катушек индуктивности

Биологические ткани по своим электрическим свойствам проявляют себя только как проводники

 

В области α-дисперсии (низкие частоты 10² < v < 10⁴ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют все дипольные структуры ткани

При уменьшении частоты переменного тока импеданс тканей увеличивается

 

При увеличении частоты переменного тока импеданс тканей уменьшается

 

При пропускании переменного тока через ткани сила тока по фазе опережает приложенное напряжение

 

Укажите элемент, который не должна содержать электрическая схема, эквивалентная живой ткани: катушка индуктивности

 

Доказательством наличия у биологической ткани реактивного сопротивления является возникновение сдвига фаз между силой тока и напряжением при прохождении переменного тока

 

Укажите сопротивление, которым биологические ткани не обладают: индуктивное

 

Электрическая схема, эквивалентная живой ткани, представляет собой схему, состоящую из резисторов и конденсаторов, у которой частотная зависимость импеданса близка к частотной зависимости импеданса биологической ткани

 

Электрическая схема, эквивалентная живой ткани, представляет собой схему, состоящую из..., частотная зависимость импеданса которой близка к частотной зависимости импеданса биологической ткани резисторов и конденсаторов

Дисперсией импеданса называется зависимость полного сопротивления электрической цепи от частоты тока

 

10) области ß-дисперсии (ν= 10⁶ – 10⁷ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют: крупные молекулы-диполи органических соединений

 

11) области α-дисперсии (низкие частоты 10² < ν < 10⁴ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют: все дипольные структуры тканей

 

12) области γ-дисперсии ν~2·10¹⁰ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют: только молекулы воды

 

Укажите правильное выражение для угла φ сдвига фаз между силой тока и напряжением для биологической ткани

 

 

Биологические ткани по своим электрическим свойствам проявляют себя как проводники и диэлектрики

 

Реография – это диагностический метод, основанный на регистрации изменения... в процессе сердечной деятельности импеданса тканей

 

Выделение тепла в тканях при прохождении электрического тока обусловлено наличием у них... сопротивления активного

 

Частотная зависимость импеданса тканей позволяет оценить жизнеспособность ткани

 

Диагностический метод, основанный на регистрации изменения импеданса тканей в процессе сердечной деятельности, называется реографией

 

Емкостная составляющая импеданса живой биологической ткани обратно пропорционально зависит от частоты переменного тока

 

Возникновение сдвига фаз между силой тока и напряжением при прохождении переменного тока через биологическую ткань доказывает наличие у нее реактивного сопротивления

 

Зависимость импеданса живой ткани от частоты переменного тока обусловлена наличием у нее емкостного сопротивления

 

Реактивное сопротивление биологической ткани обусловлено, в частности, емкостью биологических мембран

 

ПРАВИЛЬНЫЕ

 

При пропускании переменного тока через ткани сила тока по фазе опережает приложенное напряжение

 

При уменьшении частоты переменного тока импеданс тканей увеличивается

 

При увеличении частоты переменного тока импеданс тканей уменьшается

Возникновение сдвига фаз между силой тока и напряжением при прохождении переменного тока через биологическую ткань доказывает наличие у нее реактивного сопротивления

 

В области γ-дисперсии (ν~2·10¹⁰ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют только молекулы воды

 

Выделение тепла в тканях при прохождении электрического тока обусловлено наличием у них активного сопротивления

 

Диагностический метод, основанный на регистрации изменения импеданса тканей в процессе сердечной деятельности, называется реографией

 

Электрическая схема, эквивалентная живой ткани, представляет собой схему, состоящую из резисторов и конденсаторов

 

В области α-дисперсии (низкие частоты 10² < ν < 10⁴ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют все дипольные структуры тканей

 

Биологические ткани не обладают индуктивным сопротивлением

 

Биологические ткани по своим электрическим свойствам проявляют себя как проводники и диэлектрики

 

Частотная зависимость импеданса тканей позволяет оценить жизнеспособность ткани

 

НЕПРАВИЛЬНЫЕ

 

Биологические ткани по своим электрическим свойствам проявляют себя только как проводники (нет, не только, но и как диэлектрик)

 

Электрическая схема, эквивалентная живой ткани, представляет собой схему, состоящую из резисторов и катушек индуктивности (состоящую из резисторов и конденсаторов)

 

Выделение тепла в тканях при прохождении электрического тока обусловлено наличием у них реактивного сопротивления (наоборот, активного)

 

Биологические ткани по своим электрическим свойствам проявляют себя только как диэлектрики (не только, еще и как проводники)

 

В области γ-дисперсии (ν~2·10¹⁰ Гц) в явлении поляризации ткани участвуют все дипольные структуры тканей (нет, только молекулы воды)

 

Биологические ткани не обладают емкостным сопротивлением (обладают)

 

Биологические ткани обладают индуктивным сопротивлением (индуктивное сопротивление ткани близко к нулю, т.е. не обладают)

 

Реактивное сопротивление биологической ткани обусловлено наличием тканевой жидкости, являющейся электролитом (это активное этим обусловлено)

 

При пропускании через ткани сила тока по фазе отстает от приложенного напряжения (наоборот, опережает)

Выделение тепла в тканях при прохождении электрического тока обусловлено наличием у них емкостного сопротивления (нет, омического)

 

Реография – это диагностический метод, основанный на регистрации изменения биопотенциалов сердца в процессе сердечной деятельности (на регистрации изменения импеданса сердца)

 

Реография – это диагностический метод, основанный на регистрации изменения частотной зависимости импеданса сердца в процессе сердечной деятельности (на регистрации изменения импеданса сердца)

 

 

Установите соответствия между различными состояниями биологической ткани и частотной зависимостью импеданса:

Составляющая импеданса ткани обуславливает: выделение тепла в тканях – активная, возникновение сдвига фаз между током и напряжение – реактивная

Сопротивление ткани создается тканевой жидкостью, являющейся электролитом – активное, биологическими мембранами - емкостное

Укажите график частотной зависимости импеданса данной электрической цепи

 

 

Укажите график частотной зависимости импеданса данной электрической цепи