Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий

1.

Технические методы
диагностических исследований и
лечебных воздействий
Доцент, к.ф.-м.н.
Анцыгин
Игорь Николаевич
ТМД
Контрольная работа – 2
РГР - 2
Коллоквиум– 2
Экзамен – 1

2.

Место ТМД в медико-биологических
исследованиях
• Триада БМТ
БО – Биологический объект
МО – Методическое обеспечение
ТС – Технические средства
Свойства БО, влияющие
на МО и ТС:
БО
МО
ТС
Сложность
Индивидуальность
Изменчивость
Зависимость от среды
Нелинейность связей
2

3.

1. Объект диагностических
исследований
1.1. Общие определения и характеристики
биообъекта
• Структурная организация
• Особенности функционирования
• Эволюционный аспект
1.1.1. Структурная организация биообъекта
Биологический организм
Совокупность организмов
Биосистема
Клетки
Биологические ткани
Органы
Органные системы
Функциональные системы
3

4.

1.1.2. Особенности функционирования организмов
Цель
1. Иерархическая организация подсистем управления
2. Пространственная шкала существования организма
3. Принцип последовательности уровней
4. Разветвленная рецепторная система и многочисленность
эффекторных связей
5. Функциональный уровень организма
6. Принцип наименьшего взаимодействия
7. Принцип поддержания постоянства внутренней среды
8. Работа отдельных систем есть результат деятельности всех
подсистем организма
9. Взаимодействие центральных и локальных механизмов
регуляции
10. Различные пути передачи регулирующего фактора
11. Временная шкала существования организма
12. Различие принципов управления
13. Способность к перенастройке и прогнозированию ситуации
14. Способность организма к обучению
15. Индивидуальный характер проявления
4

5.

1. Организм как открытая система
2. Адаптация к внешней среде
3. Рост эффективности использования энергии
4. Механизмы преобразования энергии
5. Внутренняя среда
6. Системы регулирования внутренней среды
7. Разветвленная рецепторная подсистема
8. Формирование нервной системы
9. Развитие нервной системы
10. Возникновение специализированной
управленческой системы
11. Совершенствование системы управления
12. Взаимозаменяемость и «перестраховка»
ЭВОЛЮЦИЯ
1.1.3. Эволюционный аспект развития биосистем
5

6.

1.2. Энергетическая сторона функционирования
биообъекта
1. Куда тратится энергия
2. Количественные оценки затрат
энергии
3. Источники энергии в организме
4. Связь энергетического и
управляющего компонентов
биосистемы
6

7.

Связь энергетического и управляющего
компонентов биосистемы
Энергия расходуется не только на синтез соединений …
но и на обеспечение работоспособности системы управления
Поэтому изображение биологической
системы в виде двух
взаимодействующих компонент энергетической и управляющей
(рис. 1.1) — представляется достаточно
убедительной основой для системного
анализа структуры биосистем
Управляющая
компонента –
• рецепторная,
• рефлексивная,
• эффекторная
подсистемы
Энергетическая
компонента –
метаболическая
подсистема
Рис. 1.1 Двухкомпонентная структура биосистемы
Таким образом, по существу, организм
является открытой метаболической
системой, обменивающейся с
окружающей средой энергией,
веществами, информацией.
7

8.

1.3. Особенность биообъектов как объектов исследования
1. Морфологическая и функциональная сложность
2. Вероятностный характер поведения
3. Временная нестационарность
4. Равновесное состояние при разных показателях
5. Отсутствие математической модели
6. Качественная неоднородность
7. Патологические явления
8. Межгрупповая изменчивость
9. Статистический подход
10. Зависимость от внешних условий
11. Влияние измерительных устройств
12. Особенности сигнала
8

9.

1.4. Общая характеристика физических параметров биологического организма
Вокруг и внутри биологического объекта при его жизнедеятельности всегда имеются
физические поля, которые недостаточно изучены. Их распределение в пространстве и
изменение во времени несут важную информацию о состоянии биологического организма
0,45
8
h
( , T ) 3 2 h / KT
c
e
1
где ρ(v, Т) — объемная
плотность излучения в
интервале частот от v до v+dv
0,40
объемная плотность излучения
Известно, что любые тела,
температура которых не равна
абсолютному нулю, излучают
электромагнитные волны всех
длин. Интенсивность этого
излучения характеризуется
законом Планка - законом
распределения энергии в спектре
равновесного излучения при
определенной температуре
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
0
10
20
30
40
50
Длина волны, мкм
Рис. 1.2 Планковский спектр при 300 К
9

10.

Длина
более 100 км
100 км - 1 мм
100-10 км
10 - 1 км
1 км - 100 м
100 - 10 м
10 - 1 м
1 м - 10 см
10 - 1 см
1 см - 1 мм
1 - 0.1 мм
2 мм - 760 нм
760 - 380 нм
380 - 3 нм
Название
Низкочастотные
электрические колебания
Радиоволны
мириаметровые (очень
низкие частоты)
километровые (низкие
частоты)
гектометровые (средние
частоты)
декаметровые (высокие
частоты)
метровые (очень высокие
частоты)
дециметровые
(ультравысокие)
сантиметровые
(сверхвысокие)
миллиметровые (крайне
высокие)
децимиллиметровые
(гипервысокие)
Инфракрасное излучение
Видимое излучение
(оптический спектр)
Ультрафиолетовое
излучение
10 нм - 1пм
Рентгеновское излучение
<=10 пм
Гамма-излучение
Частота
0-3 кГц
Шкала ЭМ волн
3 кГц - 3 ТГц
3 - 3-кГц
30 - 300 кГц
300 кГц - 3
МГц
3 - 30 МГц
30 - 300МГц
300 МГц - 3
ГГц
3 - 30 ГГц
30 - 300 ГГц
300 ГГц - 3
ТГц
150 ГГц 400 ТГц
400 - 800
ТГц
800 ТГц 100 ПГц
30 ПГц - 300
ЭГц
>=30 ЭГц
10

11.

Биообъект и физические поля
Электромагнитное излучение
Акустические колебания
Электрические поля
Магнитные поля
• Инфракрасный
диапазон
• Радиодиапазон СВЧ
• Радиодиапазон КВЧ
• Оптический диапазон
Измеряемые биофизические характеристики при исследовании
биотканей:
• пассивные электрические свойства тканей
• активные электромагнитные характеристики органов, тканей
клеток
• пассивные оптические свойства тканей
• пассивные магнитные свойства биологических тканей
• механические свойства тканей
• параметры, характеризующие подвижность органов и частей тела
• пассивные акустические свойства и акустические излучения
организма
• пассивные теплофизические свойства
11

12.

Физические явления, применяемые для получения
биофизических характеристик
прямой и обратный пьезоэффекты
эффект Холла
эффект Ганна
эффект Кикоина-Носкова
эффект Керра
эффект Коттона-Мутона
эффект Фарадея
эффект Зеебека
эффект сцинтилляции
эффект фотопроводимости
фотомеханический эффект
вентильный фотоэффект
эффект Вавилова-Черенкова
сверхпроводимость
12

13.

1.5. Основные подходы к получению информации о биообъектах с
помощью технических средств
Функциональная диагностика
Анализ функции при покое и нагрузке
Аппаратурное
обеспечение
Определение состояния функции
Характеристика покоя
Анализ выделений
и субстанций
Технические аспекты
Анализ изменения свойств
Приборная реализация
Выбор нагрузки
Проблемы шумов и наводок
Унификация параметров
Приборы качественной оценки
13

14.

2. Методы измерения
электрических параметров биологического
организма
2.1. Электрические явления в
биологических тканях
• Общие сведения
• Электрические потенциалы
• Электрический диполь
14

15.

2.2. Особенности получения
информационных электрических
сигналов при электрофизиологических
исследованиях
Электроды
Размещение электродов (два способа )
Проблема «нуля» (нахождение зоны с нулевой
биоэлектрической активностью) при однополюсном
отведении
Схема получения нулевого потенциала (однополюсное
отведение)
Двухполюсное отведение
Измерение параметров биоэлектрических процессов
15

16.

Измерение параметров биоэлектрических процессов
При измерении электрических параметров объект измерений
можно представить источником ЭДС e , имеющим внутреннее
сопротивление Zвн (рис. 2.4).
Проблема Zвн:
Величина
Нестабильность
Практические
рекомендации
Рис. 2.4. Эквивалентная схема объекта
измерений с подключенным к нему
измерительным устройством с входным
сопротивлением Zвх
16

17.

2.3. Способы подавления электрических помех
и общие показатели электрографических
приборов
Характеристика электрических помех
Способы уменьшения влияния помех
Экранирование (электростатическое и магнитное);
Установка фильтров, уменьшающих распространение по
проводам кондуктивных помех от их источников;
Фильтрация сигнала, снимаемого с биообъекта;
Применение структурных методов повышения
помехоустойчивости, при которых сигнал помехи вычитается
из суммарного сигнала;
Использование измерительных преобразователей с
дифференциальным входом, который преобразует разность
сигналов, а не сам сигнал;
Симметрирование измерительной цепи так, чтобы на оба
дифференциальных входа действовали бы одинаковые помехи.
17

18.

3. Электрические методы
получения информации
диагностического назначения,
основанные на регистрации разности
потенциалов
3.1. Электрические процессы при
функционировании сердца
Работа сердца
Электрокардиограмма (ЭКГ)
18

19.

Работа сердца
• Строение сердца
• Функционирование сердца
Период расслабления (диастола)
Период сокращения (систола)
• Узел управления
Электрокардиограмма
• Общие положения
• Пример ЭКГ, расшифровка ЭКГ по
Эйнтховену
• Электрический вектор сердца
• Треугольник Эйнтховена
19

20.

Расположение электродов при снятии
электрокардиограмм
Часто используются отведения:
по Эйнтховену,
по Нээбу,
по Вильсону,
по Гольдбергу,
прочее
Многоэлектродные отведения
Компьютерная обработка
• При необходимости получить
более полную информацию
об интегральном
электрическом векторе
используют существенно
большее количество
измерительных электродов
(до 32 и более).
• В зависимости от места их
установки и индивидуальных
особенностей пациента
картина ЭКГ может
существенно изменяться,
вплоть до изменения
полярности соответствующих
зубцов.
• Неоднозначность расшифровки электрокардиограмм затрудняет компьютерную
автоматическую постановку окончательного диагноза
• Использование компьютеров лишь облегчает расшифровку результатов и проведение
диагностики.
• Задача компьютерных программ сводится к предоставлению врачу информации в
обобщенной и доступной форме, акцентирующей его внимание на деталях, требующих
более внимательного клинического изучения
20

21.

Технические средства, регистрирующие ЭКГ
Первый аппарат для регистрации ЭКГ
Параметры сигналов ЭКГ
Требования к регистрирующему прибору
Пример – Электрокардиограф ЮКАРД-200
Одновременная регистрация 12 ЭКГ-отведений по Эйнтховену, Гольдбергеру и Вильсону, а
ТЕХНИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ:
также ЭКГ-отведений
по Нэбу и Слопаку;
Входное
сопротивление
50 Мом
Автоматический или ручной
режимы регистрации ЭКГ с произвольным выбором ЭКГ-кривых
Подавление
синфазных
помех
140дБ
для печати;
Диапазон
ЧССЭКГ;
20 – 280 1/мин
Анализ иизмерений
интерпретация
Диапазон
входных
напряжений
от 0.03
до 5 мВданных;
Встроенная
телеметрическая
система
передачи
Диапазон
частот 0,01-150высококонтрастный
Гц
Жидко-кристаллический
дисплей;
Постоянная
времени
не
менее
3.2
с
Скоростной термопринтер с высокой разрешающей способностью (32 точки/мм);
Скорость
развертки
25, 50 мм/с
Адаптивные
цифровые10,
фильтры
50 Гц и мышечного дрожания;
Ширина
бумаги
110
мм
Автоматическая компенсация дрейфа изолинии;
Питание
переменного
тока 220 В
Защита от
от сети
импульсов
дефибриллятора;
встроенного
аккумулятора
(не менее
4 часов работы)
илисердечных
бортовой сокращений;
сети автомобиля
Наличие режима
непрерывного
мониторинга
частоты
Потребляемая
мощность
14ВА ЭКГ по всем 12-ти отведениям с возможностью их
Хранение в памяти
фрагментов
Выход
USB, BlueTooth,
Dial-Up
последующего
просмотраGSM,
и печати
(на 70 пациентов);
Габариты
360
х
250
х
80
Специальное программное обеспечение для расширенного анализа и интерпретации ЭКГ,
Масса
2,7кг
документирования
и формирования баз данных;
21

22.

3.2. Электрические процессы при
функционировании мозга
• Электроэнцефалография (общая характеристика)
• Ритмы электроэнцефалограммы (ЭЭГ)
Альфа-ритм
Бета-ритм
ЭЭГ позволяет:
Тета-ритм
- определить расположение
очаговых процессов в мозге
Дельта-ритм
(опухолей, кровоизлияний);
Гамма-ритм
- диагностировать эпилепсию;
- оценить обеспеченность мозга
Медленные колебания
кислородом;
Спайки
- установить факт биологической
смерти;
- оценить глубину сна;
- выявить реакцию организма на
• Возможности
• ЭЭГ
Трудности регистрации
внешние тестовые воздействия.
22

23.

Технические аспекты регистрации ЭЭГ
Способы отведения
Рис. 3.8. Три способа отведений в
электроэнцефалографии:
а- однополюсный,
б- униполярный с опорной точкой,
образованной соединением всех
электродов между собой;
в- биполярный
Вызванный потенциал
Смежные исследования
электрокортиография
электроцеребрография
электронейрография
электроретинография
23

24.

3.3. Диагностические методы и
технические средства миографии
Миография – общие понятия
Характеристика мышечных сокращений
Возбуждение (стимуляция) мышц
Потенциал двигательных единиц (ПДЕ)
Организация отведений
Устройство прибора
Методы исследования
Типы электродов
униполярные;
биполярные;
мультиэлектроды.
Анализ длительности импульса биопотенциала
Определение скорости прохождения сигнала
Измерение рефракторной фазы мышц
Определения числа функционирующих двигательных
единиц
24

25.

4. Методы, основанные на
оценке параметров введенной
извне электрической энергии
4.1. Реографические методы
диагностических исследований
Реография (плетизмография) – общие понятия
Связь электрического сопротивления и параметров
кровотока
Расположение и типы электродов
Характеристика реограммы
25

26.

4.2. Физические основы реоплетизмографии
Исходным пунктом количественного анализа записей изменений импеданса биотканей
является соотношение, устанавливающее связь величины электрического
сопротивления тела R с его геометрическими параметрами - длиной 1 и площадью
поперечного сечения S
l
R
S
l2
V
R
2
l
R
V
V l 2
Объемная скорость кровотока
V
R
2
Q
l 2
T
R T
R
R2
Таким образом, если объем
изменяется периодически, то
точно так же будут изменяться
во времени и электрическое
сопротивление участка, причем
в противофазе по отношению к
изменениям объема
R не является аддитивной
величиной, так как тело
заданного объема может иметь
различные значения
электрического сопротивления в
зависимости от порядка, по
которому оно образовано из
отдельных своих частей
26

27.

Эластичные свойства стенки сосуда
r Vср
r0
С
lQ R
C
2R 2
C2
E
310 k
Известное соотношение для пульсирующего
движения крови в артериях, где:
r- радиальное расширение артерии;
Vср- средняя линейная скорость кровотока;
r0 - радиус сосуда в конце диастолы;
С - скорость распространения пульсовой волны.
plQ R
2
2R
E
310k
E - модуль упругости Юнга для материала стенки
сосудов
С — скорость распространения пульсовой волны;
k — коэффициент отношения толщины стенки сосуда
к его радиусу (для артерий эластического типа равен
0.24, мышечного типа— 0,35)
2
Импеданс
Полное электрическое
сопротивление, включая
активную и реактивную
часть
27

28.

Недостатки количественного анализа по данным измерения импеданса
Невозможна точная количественная оценка параметров
кровообращения, в частности величины кровенаполнения, в
определенных участках сосудистого русла.
На форму выходного сигнала влияет не только
артериальное, но и венозное кровообращение.
При использовании импедансометрических методов
значительные трудности возникают при оценке состояния
гемодинамики для небольших участков сосудистой системы.
Возникают проблемы выбора размера электродов,
расстояния между ними, контроля пути прохождения тока в
биотканях.
Отмеченные недостатки ограничивают применение
рассмотренной группы методов для количественных
измерений. В то же время следует иметь в виду их
широкие диагностические возможности для
качественного анализа процессов кровообращения.
28

29.

4.3. Особенности реализации технических
средств для реоплетизмографии
Эквивалентная электрическая схема объекта
измерений
Зависимость от расстояния между электродами
Зависимость от размеров электродов
Зависимость от места размещения электродов
Теплозависимость и
нелинейность
вольтамперных
Реопульманография – РПГ
Реоэнцефалография – РЭГ
характеристик
Реокардиография – РКГ
Основные параметры
Реогепатография – РГТ
Реовазография – РВГ
приборов для
реографии
29

30.

4.4. Схемы измерительной цепи реографа
Биполярный съем информационного
сигнала
Тетраполярный съем информационного
сигнала
Упрощенная схема измерительной цепи
реографа
Многоканальная реография
Специфика Помехи и
интерференция
Борьба с помехами
Особенности схемы
многоканального прибора
Рис. 4.8. Экранирование участков объекта измерений
30

31.

Особенности схемы многоканального прибора
Возможности решения электрической схемы по
источнику тока
Временное разделение каналов
31

32.

4.5. Структура преобразовательной
части приборов для реографии
Амплитудное детектирование
Фазочувствительное детектирование
Фазочувствительный
детектор
Структурная схема реографа
с фазочувствительным
демодулированием
Структурная схема реографа
с амплитудным
демодулированием
Рис. 4.11. Форма сигнала на выходе измерительной цепи
32

33.

4.6. Измерение сопротивления
биообъекта на разной глубине
Общие положения
Эквивалентная схема
Требования к аппаратуре
33

34.

5. Фотометрические методы
5.1. Фотометрические методы
измерения свойств биообъектов
Определение
Методы фотометрии
Основные понятия спектрофотометрии
Интенсивность
Закон Бугера-Ламберта-Бера
Оптическая плотность вещества
Спектры поглощения
Сравнение спектрофотометрии и фотоколориметрии
34

35.

5.2. Фотометрический анализ крови
Характеристика крови как объекта фотометрии
Оптическое поглощение гемоглобина крови
Технология измерения
HbO2
SaO2
100%
HbO2 Hb
HbO2
SaO2
100%
HbO2 Hb MetHb HbCO
35

36.

5.3. Инвазивные методы фотометрии крови
Особенности инвазивного метода
спектрофотометрии
Элементы волоконной оптики
Адсорбционный и нефелометрический
измеритель показателей оксигенации
Многочастотный датчик насыщенности
крови кислородом
Измерение скорости движения крови
36

37.

5.4. Фотоплетизмография и пульсовая оксиметрия
Общая характеристика фотоплетизмографии
Типовая фотоплетизмограмма
Практический аспект фотоплетизмографии
Определение частоты сердечных сокращений
Пульсооксиметрия
Оценка показателя сатурации
Методы нефелометрии
37

38.

5.5. Построение устройств для проведения
оксиметрии
Общие принципы
Борьба с помехами
Электрические
Оптические
Физиологические
Структурная схема
Заключение
Спектрофотометрические и
нефелометрические
устройства для оценки
оксигенации крови
различаются между собой
только конструкциями
датчиков.
При cпектрофотометрическом
методе оценивается абсорбция
излучения разных частот, а
при нефелометрическом рассеяние светового потока на
разных частотах.
Преобразовательная часть
сигналов фотоэлектрического
датчика не имеет отличий,
носящих принципиальный
характер
38

39.

5.6. Фотометрические методы при
проведении капнометрии
Общие положения
Основа метода
Структурная схема
Однолучевая
Двухлучевая
Поточные
Пробоотбор
Измерение
концентрации
углекислого
газа
СО2
в
выдыхаемом
пациентом
воздухе
(газовой
смеси)
называется капнометрией.
Оно может выполняться с
помощью
газоанализаторов
(химия, электрохимия и др.),
масс-спектрометров
и
инфракрасных абсорбционных
фотометров.
Последние сейчас
применяются более широко изза большей простоты,
портативности, меньшей
стоимости, удобства при
эксплуатации в условиях
больницы.
Структурная схема
аспирационного капнометра
39

40.

6. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
в БИОЛОГИЧЕСКОМ ОРГАНИЗМЕ
6.1. Артериальное давление и методы
его измерения
Общие положения
Методы измерения давления
Пространственное распределение
40

41.

6.2. Методы прямых измерений
артериального и венозного давлений
Описание прямых методов
Основные технические решения
Таблица давлений
Трудности реализации
Структура измерителя
давления
Использование катетера
Использование микрокатетера
Микроминиатюрный датчик
Введение второго фотодиода
Тензометрический датчик
Многоканальные катетеры
41

42.

6.3. Косвенные методы оценки
артериального давления
Основные технические
подходы
Основной косвенный
метод
История метода
Классический способ
измерения давления
Точность
измерений
Нарушение кровообращения;
Основная задача и подход к
решению;
Геометрия исследования;
Метод тонов Короткова;
Определение значения давления.
42

43.

6.4. Особенности построения технических
средств для измерения артериального давления
Общее решение
Основные
«улучшающие» приемы
• Уменьшение погрешностей,
повышение стабильности
• Использование совмещенных
методов
• Периодический мониторинг
давления
• Непрерывное слежение
• Ультразвуковые методы
43

44.

6.5. Осциллометрические и другие методы
измерения артериального давления
Общая информация
Сущность осциллометрического
метода
Преимущества и недостатки метода
Достоверность метода
Тахоосциллографический метод
44

45.

6.6. Артериальный пульс и технические
методы сфигмографических исследований
Общие положения
Описание сфигмограмм
Получение сфигмограмм
Определение упругих
свойств с помощью
сфигмограмм
Реографический метод
(ретро)
Фотоплетизмографический
метод (ретро)
Ультразвуковой метод
Аппаратная реализация
45

46.

7. ЛЮМИНОМЕТРИЧЕСКИЕ,
ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИЕ И
РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
7.1. Основные сведения о физическом
явлении люминесценция
Общие положения
Основные параметры люминесценции
Физическая модель люминесценции
Стоксов сдвиг
Температурное и концетрационное тушение
Количественные характеристики
Применение люминесценции в биологии и
медицине
46

47.

7.2. Люминесцентные методы
определения газового состава воздуха
Принцип определения
Практическое применение метода
Особенности построения лидаров
47

48.

7.3. Принципы построения технических
средств для проведения флуориметрии
Основные функциональные узлы
Источник возбуждения
Устройства для выделения спектральной
полосы
Чувствительный элемент
Оптическая схема
Структурная схема флуориметра
Режимы работы флуориметра
48

49.

7.4. Хемилюминесцентный анализ и принципы
построения технических средств для его проведения
Основные определения
Характеристика метода
Характеристика прибора для
хемилюминометрии
Структурная схема
хемилюминометра
Использование
хемилюминесцентных методов
49

50.

7.5. Поляриметрические методы
исследований
Основные определения
Описание метода
Применение поляриметрического анализа в
медицине
Простейший поляриметр
Поляриметр с модуляцией плоскости
поляризации
• Принцип построения
• Структурная схема
Поляриметр с вращением
анализатора
• Принцип построения
• Структурная схема
50

51.

7.6. Рефлектометрические методы анализа
Описание рефлектометрических методов
Принцип действия рефлектометрических
анализаторов
Реагентные полоски
Электрофоретическое фракционирование
белков
7.7. Рефpaктометрические методы анализа
Рефрактометрия
Рефрактометр Аббе
51

52.

8. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ЭХОСКОПИЯ В
ДИАГНОСТИКЕ
8.1. Общие сведения об ультразвуковой
аппаратуре эхоскопии
Основные положения
Типичные приложения ультразвукового
метода
Физические основы метода
Классификация ультразвуковых эхоскопов
• По размерности
• По динамике
• По функциональному назначению
52

53.

8.2. Акустические свойства биообъектов
Распространение ультразвуковых волн
• Продольные и поперечные волны
• Скорость распространения
• Поглощение волн средой
Отражение ультразвуковой волны
• Преломление и отражение звуковой
волны
• Типы отражателей ультразвуковых
волн
53

54.

8.3. Формирование эхо-изображения
Общие положения
Эхограмма А-типа
8.4. Формирование эхо-изображения с
помощью сканирования
Общие положения
Эхограммы B, M – типа
Основные виды сканирования
Cтруктура ультразвукового эхоскопа
Форма зондирующих импульсов
54

55.

8.5. Электроакустические преобразователи
и сканирующие устройства
Общие положения
Устройство электроакустического преобразователя
Сканирующие устройства
• Механические
• Электрические
55

56.

8.6. Методы отображения и регистрации
эхо-информации
Общая характеристика
Прямой метод
Конверторный метод
• Описание
• Схема метода
• Недостатки
• Телевизионные методы
• Структурная схема
конвертора
56

57.

8.7. Доплеровская ультразвуковая
диагностика
Общая характеристика
Структурные схемы
Доплер, УЗДГ (Дуплекс,
Триплекс)
• С одним
преобразователем
• С двумя
преобразователями
57

58.

9.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ
9.1. Потенциометрические методы и их
техническая реализация
Основные положения
Схема метода
Потенциометрические
приборы
Электроды сравнения
Электроды измерительные
• Хлорсерябряные
• Каломельные
• Металлические
• Мембранные
Твердые
Стеклянные
Жидкие
Ферментные
58

59.

9.2. Кондуктометрические методы
исследований в биологии и медицине
Основные положения
Градуировка кондуктометра
Измерение проводимости
Применение
кондуктометрического
метода
• Катушка индуктивности
• Трансформаторный датчик
• Структурный анализ
жидкостей
• Метод коагулографии
• Титрометрический анализ
59

60.

9.3. Вольтамперные методы анализа
Основные положения
Физические основы метода
Характеристики полярограмм
Разновидности
полярографического метода
Дифференциальный
Импульсный
Переменно-токовый
Инверсионная
вольтамперометрия
60

61.

10. Технические методы лечебных
воздействий
Методы воздействия на биологический
организм электрическими токами
Лечебные воздействия электромагнитными
полями и технические средства для их
проведения
Методы акустических лечебных воздействий
Методы и технические средства для
лечебного воздействия оптическими
излучениями
61

62.

10.1. Воздействия на биологический
организм электрическими токами
Электрофорез
Воздействие импульсным и переменным
током
Дефибриллятор
Высокочастотный нож
62

63.

10.2. Воздействия на биологический
организм электромагнитным полем
УВЧ –терапия
СВЧ-терапия
КВЧ-терапия
63

64.

10.3. Методы акустических лечебных
воздействий
Воздействие ультразвука на организм
Лечебные воздействия
64

65.

10.4. Методы лечебного воздействия
оптическими излучениями
Биологические эффекты при воздействии
оптического излучения на организм
Виды использования
65

66.

11. Атомно и ядерно - физические
методы диагностики и воздействий
11.1. Радиоактивность
Понятие о радиоактивности
Основные законы и соотношения
66

67.

11.2. Взаимодействие ионизирующего
излучения с веществом
Ионизирующее излучение
Фотонное излучение (X,
)
-излучение
-излучение
Нейтроны
• Источники нейтронов
• Взаимодействие n излучения с веществом
• Источники X-, - излучения
• Взаимодействие X-, квантов с веществом
• Источники - излучения
• Взаимодействие излучения с веществом
• Источники - излучения
• Взаимодействие излучения с веществом
67

68.

11.3. Понятие дозы облучения
Поглощенная доза
Эквивалентная доза
Эффективная доза
Экспозиционная доза
• Естественный радиационный фон
• Техногенный радиационный фон
• Фон от глобальных
радиоактивных выпадений
• Медицинская диагностика
• Прочие
Фоновое облучение
Радиочувствительность
Основные пределы доз
68

69.

11.4. Биологическое действие ионизирующего
излучения
Общий подход
Схема развития лучевого
повреждения
Первичные процессы при действии
ионизирующего излучения
Действие ионизирующего
излучения на клетку
Стохастические и
детерминированные эффекты
• Общие положения
• Радиационная
чувствительность
клеток
• Временная шкала
процессов
• Защитная реакция
ткани на изменение
клеток
69

70.

11.5. Рентгенодиагностика
Сущность метода
Физические основы применения
рентгеновского излучения в медицине
Контрастирование органов
Принципиальная схема рентгеновской
установки
Виды рентгенодиагностики
Рентгенография
Цифровая рентгенография
Рентгеноскопия
Флюорография
Рентгеновская томография
Рентгеновская компьютерная томография
Ангиография
70

71.

11.6. Магниторезонансные методики
11.6.1. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР)
Сущность метода
Физические основы ЭПР
Применение ЭПР в медицине
• Общие сведения
• Естественные и
созданные центры
• Биодозиметрия
• Биоэнергетика
• Судмедэкспертиза
11.6.2. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
Сущность метода
История метода
ЯМР-томография
(МРТ)
МР Томографы
Иллюстрированное введение в МРТ
Физические основы МРТ
T1 процессы
T2 процессы
Реконструкция изображения
Способы МРТ-исследования
Преимущества и ограничения МРТ
71

72.

11.7. Радионуклидная диагностика
11.7.1. Общие понятия
Общий подход
Выбор радионуклида
Способы получения
радионуклидов
Радиофармпрепараты
Виды радионуклидной • Гамма-топография
• Гамма-хронография
диагностики
• Топохронография
Преимущества
радионуклидной диагностики
Основные подходы к
радионуклидной диагностике
72

73.

11.7.2. Радиодиагностические методы и аппаратура
Общие понятия
Сцинтиграфия и гамма-камера
Однофотонная эмиссионная
компьютерная томография
Позитронно-эмиссионная
томография
73

74.

Позитронно-эмиссионная томография
История
Суть метода
Кинетические исследования
Получение радионуклидов
Синтез РФП для ПЭТ
Излучение
Регистрация
Реконструкция
изображения
C (ацетат, кокаин, метионин, лейцин)
13
N (аммиак)
15
O (O2,H2O,CO2)
18
F (F-, ФДГ)
11
Испытания РФП на безвредность
Радиационная безопасность при ПЭТ
Сравнение с другими методами
Применение ПЭТ
ПЭТ Томографы
В головном мозге
В сердце
В науке
В клинике
74

75.

11.8. Лучевая терапия
Определение
История вопроса
Основы применения лучевой терапии
Источники излучений
Цель лучевой терапии. Дозовая нагрузка
Внутреннее и внешнее облучение
Виды лучевой терапии
рентгенотерапия
γ-терапия
нейтронная терапия
протонная терапия
α-терапия
электронная (β-) терапия
π-мезонная терапия
Радикальная
Паллиативная
Симптоматическая
• Внешнее
облучение
• Внутреннее
облучение
75