ДЗ по ОВФПСБО В4 2003 (1050999)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

1. Задача.

Конечность помещена в однородное магнитное поле, параллельное оси конечности, с амплитудой 1Тл и частотой 10кГц. Оценить, сколько тепла выделится в заданной ткани, если удельные сопротивления мягкой ткани, костной ткани и костного мозга составляют 10, 1000 и 1 соответственно. Принять характерные радиусы этих тканей равными параметрам индивидуального задания подгруппы для ЛР № 1.

Вариант 4.

Тип ткани: мягкие ткани. Характерные размеры тканей из индивидуального задания к ЛР №1.

Длина плеча , радиус кости (внешний) , радиус конечности магнитное поле , , частота .

Рисунок 1. Схема задачи.

Решение.

Оценим мощность тепловыделения с помощью законная Джоуля-Ленца, его дифференциальным представлением, т.е. вычислим мгновенную мощность, выделяющуюся в единице объема ткани с плотностью тока и удельной проводимостью .

(1)

В данной формуле нам известна удельная проводимость, ток выразим с помощью дифференциального законная Ома.

(2)

Где - напряженность электрического поля определим из теоремы о циркуляции.

(3)

Т.к. магнитная проницаемость воздуха и мягкой ткани (точнее основной массовой доли мягкой ткани - воды) практически равна единице, считаем что индукция магнитного поля внутри и вне конечности одинаковая. Перепишем выражение (3) для полярной системы координат (возьмем контур радиуса r).

; (4)

Выразим из (4) .

(5)

Подставим (5) в (2) и выразим .

(6)

Подставим (6) в (1).

(7)

Для вычисления общей мощности, выделяемой в мягкой ткани надо проинтегрировать (7) по всему объему мягкой ткани - внешний радиус кости и внешний радиус конечности соответственно.

(8)

Вынесем постоянные за знаки интегрирования и в результате получим выражение:

(9)

Подставим в (9) циклическую частоту: .

(10)

Найдем среднюю мощность за период.

Подставим численные значения: , , , , ,

2. Теоретический вопрос.

Методы ВЧ терапии.

Тепловой эффект высокочастотных полей широко используют в качестве лечебного средства. Различают следующие виды ВЧ терапии: диатермия, индуктотермия, УВЧ-терапия, микроволновая терапия. В таблице приведены основные характеристики методов ВЧ-терапии.

Рисунок 2. Распределение теплоты в тканях.

При диатермии применяют ЭМП частото1 0,5-2,0 Мгц. Так как длина волны этих колебаний много больше межэлектродного расстояния, то объект облучения находится в зоне несформировавшейся волны. Биологический эффект определяется в основном электрической составляющей ЭМП. Электроды имеют пластинчатую форму.

Если электроды имеют малую площадь, то под ними выделяется много теплоты, и ткани коагулируют и разрушаются. На этом основана хирургическая диатермия – кондуктотермия. Для ее проведения один электрод делают протяженным, а другой – точечным. Им пользуются как скальпелем или коагулятором. Для проведения кондуктотермии наиболее приемлема частота 0,5Мгц.

При индуктотермии пациент также находится в зоне несформировавшейся волны. Индуктор имеет форму соленоида. Тепловой эффект в тканях определяется магнитной составляющей ЭМП, при этом теплота выделяется за счет вихревых токов.

При УВЧ-терапии пациент находится в зоне несформировавшейся волны, электроды имеют форму пластин. Метод широко используется для прогрева тканей.

При микроволновой терапии тепловой эффект создается преимущественно токами смещения, которые возникают под воздействием СВЧ-излучения. Пациент находится в зоне сформировавшейся волны, поэтому, для оценки выделяемой в тканях энергии необходимо, рассчитывать поток вектора Пойтинга.

В последнее десятилетие российскими учеными достигнуты большие успехи в понимании механизмов действия миллиметровых КВЧ-воздействий и их практическом применении. В частности, показана особая роль ассоциированных водных кластеров в механизмах биологической активности белков при КВЧ-воздействиях.

Так как в частотный диапазон СВЧ-излучения попадает частота релаксации воды, то именно водные среды организма поглощают энергию в наибольшей степени. СВЧ-поля слабо взаимодействуют с кожей, жиров, костью, а в мышечных тканях и внутренних органах интенсивно поглощаются. Поэтому мышцы и внутренности претерпевают наибольшее нагревание при микроволновой терапии. Много теплоты выделяется в жидкостях, заполняющих различные полости.

При нормировании СВЧ-излучения в гигиенических целях в России и США наблюдается существенная разница. В США пороговая интенсивность излучения, вызывающего нагрев тканей, принята за ориентир для ограничения времени работы в поле . При меньших интенсивностях время работы не ограничено. В России пребывание в СВЧ-поле ограничивается, начиная с интенсивности , т.к. в работах российских ученых было показано, что нарушение функций организма под воздействием СВЧ-поля происходит не только вследствие образования избыточной теплоты в тканях. Под действием СВЧ-излучения может активизироваться иммунная система. Экспериментально установлено, что при длинах волн порядка нескольких миллиметров происходит стимуляция активности лейкоцитов и их выход из костного мозга. Механизмы подобных реакций активно изучаются. Кроме того, известны длины волн на которых происходит угнетение лейкоцитарной активности.

Используема литература.

1. Щукин С.И. Основы взаимодействия физических полей с биообъектами: Учебное пособие. – М.: изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2002г. 67с., ил.

9

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов домашнего задания