jebitna sciaga.doc

Biofizyka procesu widzenia
1.Rodzaje soczewki :
-soczewki wypukle - dwuwypukle, plaskowypukla, wkleslowypukla
-soczewki wklesle - dwuwklesla, plaskowklesla, wypuklowklesla
2.Zdolnosc skupiajaca soczewki :
-zdolnie skupiajaca(zbierajaca) ; odwrotnosc ogniskowej soczewki ukladu D=1/f (równanie soczewki, ze wzgledu na akomodacje 1/f= [(n/n0)-1]*[(1/r1)(1/r2)]  n-wspolczynnik zalamamania materialu, n0-wspolczynnik zalamania osrodka, r1,r2-promień.
3. Rownanie soczewki :
okresla zaleznosc miedzy odlegloscia soczewki od przedmiotu, jego obrazu, otrzymanego w soczewce, równanie soczewki 1/f = 1/x + 1/y (x - odl. przedm. od socz, y - odl. obrazu od socz.)
4. Powiekszenie [P] - stosunek odleglosci obrazu od soczewki, do odleglosci przedmiotu od soczewki P=|y|/x
5. Aberracje :
-aberracja sferyczna - wada optyczna, przejawiajaca sie roznym miejscem ogniskowania sie promieni wchodzacych do soczewki, w roznej odleglosci od jej centrum (osi optycznej). Promienie przechodzace daleko od osi optycznej ogniskuja sie blizej soczewki. Wielkosc aberracji sferycznej zalezy od : srednicy soczewki, ogiskowej soczewki, odleglosci obserwowanego przedmiotu od centrum pola widzenia>
-aberracja chromatyczna - wada optyczna przejawiajaca sie tym, ze promienie o roznej barwie, maja ognisko w roznej odleglosci od soczewki, soczewka ma rozne dlugosci ogniskowej dla swiatla o roznej barwie. Wyróżniamy aberracje chromatyczna podluzna i poprzeczna. Wiazka swiatla biegnaca rownolegle do osi optycznej rozszczepia sie na barwy skladowe, kazda z nich ma ognisko w innym punkcie osi optycznej. Zjawisko to jest wynikiem dyspersji. Wspolczynnik zalamania n jest tym wiekszy im mniejsza jest dlugosc fali ( najwiekszy dla swiatla niebieskiego, najmniejszy dla czerwonego). Najsilniej zalamane swiatlo skupia sie najblizej soczewki.
6. Uklad optyczny - akomodacja
-Przedmiot (fala świetlna) > rogówka > komora pierwsza > soczewka > cialo szkliste > rec. siatkowki > n. wzrokowy > mózg
-ukl. opt : rogowka, soczewka, plyny otaczajace
-rogówka : na biegunie przednim galki ocznej, przezroczysta, brak naczyn krw., silnie unerwiona, sr : 11mm, grubosc : 0,6mm, wspolczynnik zalamania : 1,376, zdolnosc skupiajaca : +42D
-soczewka : za teczowka, ale przed powierzchnia ciala szklistego, przezroczysta, brak naczyn krw, otoczona obwodka rzęskową, gwarantuje prawidlowe polozenie, wsp. zalamania jądro:1,4 , woreczek zew.:1,3, ma mozliwosc zmiany ksztaltu dzięki m. rzęskowemu
 

Biofizyka zmysłu słuchu
1.Rodzaje fal :
-ze wzgledu na kierunek (liniowa, powierzchniowa, przestrzenna)
-ze wzgledu na ksztalt (plaska, kulista, cylindryczna)
-elektromagnetyczna
-sprezyste
-podluzne(dzwiek)
-poprzeczne
2. Wielkosci charakteryzujace fale:
-dlugosc, czestotliwosc, faza, okres, natezenie, predkosc
3. Cechy dzwieku
-obiektywne ; mierzalne fizycznie, czestotliwosc, poziom natezenia dzwieku, widmo dzwieku
-subiektywne ; psychologiczne, wysokosc dzwieku, glosnosc, barwa dzwieku
4. Rola ucha zew. w procesie slyszenia
-lokalizacja zrodla dzwieku (malzowina), kanał słuchowy to fala stojąca (max. pobudzenie do drgań powietrza),
5. Rola ucha środkowego w proc. słysz.
-wzmacnianie cisnienia akustycznego, ukl. kosteczek sluchowych tworzy nierównomierną dźwignię, cisnienie wywierane na blone okienka owalnego jest 22x wieksze od cisnienia z jakim blona bebenkowa dziala na mloteczek,
-dopasowuje opornosc akustyczna ucha zew i wew. (impedancja perylimfy jest 3470 razy wieksza od impedancji powietrza)
-funkcja ochronna ucha wew.
-przy duzych natezeniach dzwieku, strzemiaczko wykonuje ruchy skrecajace, mm. przyczepione do bebenka i strzemiaczka przy natezeniu wiekszym niz 75dB kurcza sie napinajac bebenek oraz usztywniaja ukl. kosteczek sluchowych wprowadzajac dodatkowe tlumienie
6.Rola ucha wew. w proc. słysz.
-slimak, kanaly polkoliste odp za rownowage, przewod slimaka - analiza czestotliwosci i czynnosc bioelektryczne (zmiana sygnalu mechanicznego na elektryczny), narząd cortiego - wlasciwy narzad sluchu
7. Charakterystyka akustyczna sluchu ludzkiego,
-zakres slyszalnych czestotliwoscie : 16Hz-20kHz
-próg slyszalnosci : najnizszy : dla 1000Hz próg : I0= 10 do -12W/m2
-próg bólu :  I=1W/m2
-szkodliwy poziom natezenia : I>75dB
Ukł. krążenia
1. Ciecz idealna - niescisliwa, nielepka, nie wystepuje w niej tarcie (ciecz rzeczywista na odwrót)
 

11. Tętno - fala tetna wywolana wyrzutem krwi z serca, ktore odksztalca sciany tetnic. 60-80 norma. dlugosc fali tetna - ok 4m. Prędkość fali tetna jest wieksza od predkosci fali krwi. V=pierwiastek z E*h/2*ro*r. (E- moduł younga, ro - gestosc krwi, h - grubosc scian naczynia, r-promien sciany naczynia)
12. Rola ukladu tetniczego i zylnego - serce w roli pomp, tetnice w roli powietrzni, zyly w roli pojemnika
13.Procesy transportu miedzy ukl. krwionosnym a chlonnym - ultrafiltracja, bodzcem do zachodzenia jest roznica cisnien statycznych pomiedzy tetnicami a zylami, osmotycznych miedzy plynem tkankowym a osoczem i onkotycznych - filtracyjnych.
Metody obrazowania tkanek
1. Widmo ciągłe i charakterystyka promieniowania RTG
-RTG to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego.
-Widmo ciągłe jest to widmo promieniowania RTG ktore posiada kwanty o roznej energii, powstaje w wyniku hamowania rozpedzonych elektronow w polu elektrycznym jąder atomow tarczy hamującej
-Widmo charakterystyczne - dla materialu z ktorego zostala wykonana anoda, elektrony atomow anody wzbudzaja sie przez rozpedzają elektrony w tym polu elektrycznym. Elektrony wzbudzone wracaja na swoja powloke stacjonarna emitując widmo charakterystyczne, tego widma nie uzywa sie w diagnostyce.
2.Diagnostyka rentgenowska - promienie rtg maja zdolnosc wnikania, wytwarzania zjawiska fluorescencji i reakcji chemicznej.
Rentgenoskopia - obraz powstaje na ekranie fluoryzującym. Rentgenografia rejestruje sie na blonie fotograficznej i przez rozklad bromków srebra.
-Skala hounsfielda - okresla wzgledny wspolczynnik oslabienia promieniowania
HU = (U(zkreską)-U(zkreską)w)/Uw *1000 [U- wspolczynnik liniowy oslabienia tkanki
7. Akomodacja : zjawisko dostosowania sie oka do ogladanego przedmiotu ( zmiana ogniskowej ukl. optycznego, zmiana ksztaltu soczewki=zmiana ogniskowej, m.rzeskowy odgrywa tu glowna role, cos blisko=m. rzeskowy kurczy sie, obwódka rozluznia sie, socz. wypukla( jesli cos daleko to na odwrót, socz. rozplaszcza sie)
8. oko nieaokomodujace ; jezeli soczewka przyjmuje najmniejsza zdolnosc skupiajaca (akomodujace najwieksza)
9. Zdolnosc rozdzielcza oka - najmniejsza odl. miedzy dwoma pkt., ktore w uzyskanym obrazie moga byc jeszcze rozroznione jako oddzielne
-kątowa ; odwrotnosc kata alfa pod jakim widziane sa ze źrenicy wejsciowe obrazy, do punktow jeszcze rozroznialnych (kąt alfa = 1,22*lambda/d2(średnica źrenicy wejścia))
10. Wady wzroku i sposoby ich korekcji:
-krotkowzrocznosc (miopia) - ogniskowanie wiazki przed siatkowka, koryguje to soczewka wkleslo-wypukla rozpraszajaca.
-nadwzrocznosc (hiperopia) - skupianie wiazki swiatla za siatkowka, moc ukladu za mala w stosunku do dlugosci galki ocznej. korekcja : socz. skupiajaca.
-starczowzrocznosc (presbyopia) - pogorszenie widzenia zwiazane ze zmniejszeniem lub brakiem zdolnosci akomodacji oka (bliska odleglosc) zmniejszenie elastycznosci galki ocznej, sztywniejsza soczewka, moze wystepowac w polaczeniu z krotkowrocznoscia, dalekowzrocznoscia, astygmatyzmem. Korekcja : okulary dwuogniskowe.
-daltonizm (deuteranopia) - wada wrodzona, uwarunkowana gen., recesywnie w sprzezeniu z chromosomem X, brak rozroznienia koloru ziel. mylenie go z czerw., jest to dysfunkcja czopków.
-astygmatyzm - wynika z niesferycznosci powierzchni rogówki lub powierzchni soczewki. Korekcja - soczewka sferocylindryczna.
11. Przystosowanie oka do zmiany oswietlenia - jasno : zwezenie zrenicy, roklad rodopsyny na retinine i bialko, ktore pozniej sie odnawiaja do rodopsyny (ciemno na odwrót)
12. Energetyka procesu widzenia : zeby zobaczyc obraz musi byc dostarczona energia równa lub większa od 4*10 do -17J
13. Krzywe wrazliwosci widmowej w widzeniu skotopowym (ciemnym), fotopowym (jasnym)
-widzenie ciemne : krzywa przesunieta w strone fal krotkich.
-widzenie jasne : krzywa przesunieta w strone fal długich.
14. Widzenie przestrzenne: zbieznosc osi oczu dla obiektow blizszych jest wieksza niz dla dalszych. Oprocz tego ze interpretujemy cienie, to jeszcze wielkosci. Im obiekt jest dalszy tym bardziej wydaje się blekitny. Wrażenie te spowodowane sa tym, ze obraz widziany przez kazde oko jest inny.

2. Prawa dla cieczy idealnej
-prawo ciaglosci strumienia - S1*V1=S2*V2 przez dowolny przekroj poprzeczny przewodu w tym samym czasie  przeplywa ta sama objetosc cieczy, natezenie przeplywu jest stale, niezaleznie od przekroju przewodu. Iloczyn pola przekroju przewodu i predkosci jest staly.
-prawo bernouliego - p(cisnienie statyczne)+h*ro*g(hydrostatyczne)+1/2*ro*(V)2(hydrodynamiczne) = const.
3. Prawa dla cieczy rzeczywistej
-prawo poiseulla - Natezenie cieczy w danym przewodzie jest wprost proporcjonalne do roznicy cisnien na jego koncu. I=1/R*deltaP. (R to opor naczyniowy zalezy od współczynnika lepkości dl naczynia i r naczynia R=8*l*ni/pi*(r)4 ; R-wspolczynnik oporu naczyniowego, ni - lepkosc, l-dlugosc przewodu, r-promien przewodu)
zalozenia dla prawa poiseulla - ciecz jest lepka, niescisliwa, posiada przebieg laminarny, stacjonarny i wymuszony roznica cisnien.
4. Przeplyw laminarny - w cieczy w sasiednich warstwach, czasteczki poruszaja sie rownolegle do siebie, ich predkosci sa rownolegle do siebie, a warstwy sie nie mieszaja. Liczba reynoldsa nie osiaga wartosci krytycznej(2300)
5. Przeplyw burzliwy - cząsteczki nie poruszaja sie w kierunkach rownoleglych, wykonuja ruchy chaotyczne, powoduja wiry(zwiazane z lepkoscia cieczy), powstaje po przekroczeniu wartosci krytycznej liczby reynoldsa(2300)
6. Liczba reynoldsa Re = ro*d*v/ni (d- przekroj kolowy naczynia, V- predkosc). Kiedy liczba reynoldsa ponizej 2300 -przeplyw laminarny, powyzej 3000- burzliwy, 2300 < Re < 3000 = charakter niestacjonarny - przy jakimkolwiek zaburzeniu przechodzi w przeply
w burzliwy
7. Obwód krążenia - przeplyw krwi mozliwy dzieki roznicy cisnien miedzy ukl. tetniczym a zylnym. Aorta - przy skurczu 120mmHg, przy rozkurczu 70mmHg. W krazeniu duzym 90mmHg, w malym 8mmHg. Od poziomu serca idac w gore cisnienie zmniejsza sie, a w dol zwieksza sie.
8. Spadek cisnenia w lozysku - zbiorniki wysokocisneniowe(tetnice krazenia duzego) i niskocisnieniowe ( zyly i tetnice krazenia malego).  Naczynia oporowe - tetniczki + naczynia wlosowate. Tetnice glowne i duze tetnice - 13kPa do 12kPa, tetniczki 12-4kPa, nacz. wlosowate 4-1,6kPa, żyłki 1,6kPa - 0,7kPa.
9. Lepkość krwi (Ni) - zalezy od : hematokrytu, rodzaju cieczy, temperatury, przekroju naczynia i szybkosci przeplywu. Liczba hematokrytowa (objetosc krwinek w danej objetosci krwi do objetosci krwi). Spadek temperatury -> lepkosc wzrasta.
F(siła lepkości) = Ni*s*(deltaV/deltaX). delta x - odleglosc miedzy warstwami, s- przekroj naczynia, delta V - predkosc.
10. czynnik geometryczny i sprezyste wlasciwosci scian naczyń - T=F/alfa. (T-napiecie sprezyste [N/m]) Napiecie sprezyste sluzy do przeciwstawiania sie sile dzialacej na sciany naczynia (wew i zew). Wzór La plancka p=T/r (r-promień).


przy okreslonej energii fotonu, Uw- wspolczynnik liniowy oslabienia wody przy takiej samej energii fotonu.]
3. fizyczne podstawy tomografii komputerowej - z fizycznego punktu widzenia obraz TK jest obrazem rozkladu wspolczynnika oslabienia RTG w przeswietlonej warstwie. Na obrazie jednakowym wartoscia wspolczynnika oslabienia odpowiadają takie same stopnie szarosci.
Uzkreską=1/d*(lognat.*I0/Il)
4. Medyczne zastosowanie TK wady i zalety
zalety : bezbolesne, szybkie i proste, bezinwazyjne
wady : kosztowne, duze napromieniowanie promieniami X, slabe uwidocznienie tk. miekkich
5. Fizyczne podstawy NMR - atom posiada jądro w ktorym jest proton i neutron, posiada wlasny moment pedu o wartosci i kierunku(spin), spin jest rozny od zera gdy mamy nieparzysta liczbe protonow i neutronow, spiny sa poukladane chaotycznie przy indukcji rownej zero, jezeli indukcja rozna od zera to spiny ukladaja sie rownolegle lub antyrownolegle, dzialamy fala elektromagnetyczną, ktora powoduje zmiane stosunku ulozenia spinów oraz odchylenie momentu magnetycznego od osi.
6. Zastosowanie NMR - uwidacznianie elementow niewidocznych w RTG(np. szpik) diagnostyka nowotworow, stanow zapalnych, SM(stwardnienie rozsiane). Lokalizacja obszarow mozgowych odp, za dana czynnosc, tworzenie obrazu przeplywu krwi.
7.BHP w NMR - brak negatywnego wplywu na org czlowieka, zagrozenia wynikaja ze strony stalego pola magnetycznego, przeciwwskazania : implanty, protezy, sruby, rozruszniki, zastawki, ciaza we wczesnym stadium. W pomieszczeniu gdzie jest badanie nie nalezy posiadac telefonow komorkowych bądź kart magnetycznych.
8. Tomografia emisji pozytonowej PET - zrodlo promieniowania znajduje sie wewnatrz ciala, w postaci wprowadzonej subst. chemicznej, ktora ulega rozpadowi

Beta+. Oddzialywanie pozytonu z elektronem wytwarza 2 fotony, ktore rozchodza sie pod katem 180stopni i sa wychwytywane przez detektory urzadzenia PET, używa sie tu krotkozyciowych izotopow pierwiastkow o czasie poltrwania = od 2min do 120min. Izotopy wprowadzane sa do org za pomoca glukozy i CO2. Emitery Beta+ wytwarzane sa sztucznie (Np O15) Metoda oparata jest na annihilacji pozytonów.
9. Zastosowanie PET w medycynie - neurologia, psychiatria, neurochirurgia, onkologia, kardiologia
10. fizyczne podstawy termografii - proces obrazowania w pasmie średniej podczerwieni, pozwala na rejestr promieniowania cieplnego emitowanego przez cialo oraz na dokladny pomiar temperatury tych obiektów.
11. Zastosowanie termografii - wykrywanie nowotworów(posiadaja nizsza temp niz zdrowe tkanki), wykrywanie stanow zapalnych (wyzsza temp miejsca zapalnego)
Oddzialywanie promieniowania optycznego na organizm czlowieka i jego zastosowanie w medycynie.
1. Odddzialywanie UV - dzialanie przeciwkrzywicze, przyczynia sie do wzrostu odpornosci org, obnizenie ilosci cholesterolu, szybsze gojenie ran, ustepowanie infekcji, lagodzi objawy chorob np. luszczyca. Wady : zacma fototermiczna, zapalenie rogowki i siatkowki, choroby skóry
2. Oddzialywania WIS(promieniowanie widzialne)- umozliwia czlowiekowi widzenie otaczajacego swiata, pobudza ukl. hormonalny, reguluje rytm biologiczny
3. Oddzialywanie IR (podczerwone) - poprawa ukrwienia, pobudzenie procesow metabolicznych, leczenie przewleklych procesow zapalnych tk. miekkich, konczyn, stawow, czesci glowy (zatoki i jama nosowa)
4. Budowa i zasada dzialan lasera - osrodek laserujący, zrodlo energii wbudzenia, komora rezonatora optycznego, zasada dzialania opiera sie na zjawisku absorpcji(wzbudzenie elektronu na wyzszy poziom energetyczny pod wplywem fotonu), emisji spontanicznej( samorzutny powrot elektronu do stanu podstawowego- emisja 1fotonu), emisji wymuszonej( jezeli na elektron wzbudzony podzialamy fotonem to powroci on do stanu podstawowego, z wydzielenie dwoch fotonow)
5. wlasciwosci swiatla laserowego - spojnosc swiatla (koherencja) czyli uporzadkowanie fazowo-przestrzenne, monochromatyczne (mala szerokosc spektrum barwy), rownoleglosc wiazki (pozwala na precyzyjne dostarczenie energii promieniowania do tkanek docelowych), intensywnosc (duza gestosc mocy) wynika z trzech powyzszych oraz z mozliwosci wytworzenia impulsu promieniowania o bardzo krotkim czasie trwania
6. Podzial laserow - moc promieniowania (malej, sredniej i duzej mocy) lasery niskoenergetyczne do terapii bolu i w medycynie sportowej, a lasery duzej mocy destrukcja i niszczenie tkanek.
 

4. Fizyczne podstawy oddzialywania pol
-oddzialywanie siły elektrycznej (Fe) i magnetycznej (Fm) na jony i ladunki zwiazane:
przemieszczanie ladunkow w przewodnikach, zmianie toru polaryzacji i dielektrykow
Fe = qE; Fm=qVB (q-ładunek, E-natezenie pola, V- predkosc, B-indukcja)
-możliwość indukowania prądu elektrycznego w przewodniku: wartość napięcia(U) zalezy od srednicy naczyn krwionosnych, przeplywu krwi i indukcji pola magnetycznego.
-efekt termiczny: cz. pochlonietej energii zmieniona jest w cieplo, ruch ladunku w osrodku lepkim (przeplyw nosnikow ladunek-przewodnik, obrot dipoli cząsteczka-dielektryk)
deltaT(temp)= [P(ilosc energii pochlonietej) * deltat(czas)]/4186*Cw
P=Gamma(przeplyw wlasciwy tkanki)/ro*E2
Ilość pochlonietej energii zalezy od parametrów elektrycznych tkanek, stanu uwodnienia, czasu ekspozycji, natezenia promieniowania, fazy promieniowania
5. Wlasciwosci elektryczne tkanek
-przewodnosc tkanek (K) jest to miara mozliwosci poruszania sie swobodnych ladunkow elektrycznych pod wplywem pola, jednostka jest 1/Ohm*m; zalezy od rodzaju i stanu ladunkow swobodnych, warunków ich ruchu w polu elektrycznym, odwrotnosc oporu wlasciwego K=1/ro; [K]=kappa
-przenikalnosc tkanek [epsilon] - info o wplywie pola elektrycznego na ladunki zwiazane, im wyzsza wartosc przenikalnosci, tym wieksza deformacja czasteczek o zerowym wypadkowym ladunku, zalezy od rozkladu ladunku, stopnia ich zdolnosci do wzajemnego się przesuwania w polu elektrycznym, jednostka = F(faraday)/m
~tkanki o duzej K i duzej epsilon (duza zawartosc wody - krew, miesnie, trzewia)
~tkanki o maej K i malej epsilon (tk. i malej zaw. wody- kosci, tluszcz,szpik
6.Glebokosc przenikania : sigma - pierwiastek z [2/2pi*f(czestotliwosc)*epsilon*K]
!adsorpcja energii zalezy od uwodnienia tkanki
7. rodzaje diatermi:
-dlugofalowa ; elektrody przylozone bezp. do ciala, cieplo w plynach ustrojowych (oscylacja wokol polozenia rownowagi=tarcie) wykorzystywane w dermatologii i kosmetologii, f=1MHz
-krotkofalowa ; indukcyjna i kondensatorowa.
* Indukcyjna - w obwod terapeutyczny wlaczona jest cewka indukcyjna, leczone czesci ciala do cewki indukcyjnej lub w postaci spirali przylozone do ciala. Szybkie pole magnetyczne, wykorzystawane do nagrzewania miesni oraz przeciwbolowo, f= 10 - 15MHz.
* kondensatorowa - tk. miedzy okladkami kondensatora, oddzialywuje na dielektryki, wykorzystywane w zwyrodnieniach kregoslupa, zapaleniach stawow, dychawica oskrzelowa, stany zapalne zatok, ucha, kregoslupa, f= 40 - 50 MHz.
* mikrofalowa - dzialanie przeciwzapalne, przeciwbolowe, przeciwskurczowe, f= 300MHz - 3GHz.____
 

5.Prąd zmienny- kierunek przeplywu i wartosc natezenia jest zmienna w czasie. U=U0sin*omega*t (ometa*t - pulsacja). Napiecie skuteczne - napiecie takiego pradu stalego, ktory w tym samym obwodzie, w tym samym czasie wykonal taka sama prace jak ten prad zmienny (Uskuteczne = U0/pierwiastek z 2). W polsce U=230V, f=50Hz, T=0,02s.
6. Elektrostymulacja - prady stosowane w elektrostymulacji dzielimy ze wzgledu na ksztalt impulsu. Na prostokątny, trójkątny, neofaradyczny, diadenamiczny. Wskazania ustala lekarz, a przeciwwskazania to ropny stan zapalny skory, podwyzszona temp. ciala, nadcisnienie, nowotwory, gruzlica.
7. Porażenia prądem - skutki ; bol, skurcze miesni, zatrzymanie oddechu, kraze...