Министерство образования Республики Беларусь

Учебно-методическое объединение вузов Республики Беларусь

по медицинскому образованию

МЕДИЦИНСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИКА

Типовая учебная программа

Для высших учебных заведений по специальности

1-79 01 01 Лечебное дело

Пояснительная записка

Медицинская и биологическая физика - комплекс разделов прикладной физики и биофизики, в которых рассматриваются физические законы и явления применительно к решению медицинских задач. Курс медицинской и биологической физики включает также материал, необходимый для изучения принципов устройства медицинской аппаратуры и правил ее безопасного использования; элементы математического аппарата, используемые для количественного описания медико-биологических процессов и обработки медицинских данных.

В основу типовой учебной программы по дисциплине положены следующие материалы и документы:

Образовательные стандарты:

по специальности 1-79 01 01 Лечебное дело, регистрационный номер ОС РБ 1-79 0101-2008;

по специальности 1-79 01 02 Педиатрия, регистрационный номер ОС РБ 1-79 01 02-2008;

по специальности 1-79 01 03 Медико-профилактическое дело, регистрационный номер ОС РБ 1-79 01 03-2008.

Типовые учебные планы:

по специальности 1-79 01 01 Лечебное дело, утвержден 16.04.2008, регистрационный № L 79-005/тип.;

по специальности 1-79 01 01 Лечебное дело, специализации 1-79 01 01 01 Военно-медицинское дело, утвержден 16.04.2008, регистрационный № L 79-006/тип.;

по специальности 1-79 01 02 Педиатрия, утвержден 16.04.2008, регистрационный № L 79-007/тип.;

по специальности 1-79 01 03 Медико-профилактическое дело, утвержден 16.04.2008, регистрационный № L 79-008/тип.

Цель - обучить студентов основным физическим закономерностям, лежащим в основе функционирования живого организма и основам современных физические методов диагностики и лечения.

Задачи: изучить механические и реологические свойства биотканей; физические свойства механических, электрических, магнитных и электромагнитных полей разных частотных диапазонов и особенности их воздействия на организм человека; изучить физические основы современных методов диагностики и лечения; изучить методы математической обработки данных медицинских исследований; дать студентам знания, необходимые как в изучении других учебных дисциплин, так и в практической деятельности врача.

Поставленные задачи достигается путём изучения:

1. физических и физико-химических процессов, протекающих в живом организме, методов их исследования и описания;

физических свойств биотканей и свойств физических полей, действующих на них;

физических основ современных методов диагностики состояния организма: ультразвуковых, тепловизионных, рентгеновских, магнито-резонансных и др. исследований,

методов теории вероятностей и математической статистики для обработки медицинских данных.

Вопросы, изучаемые в курсе медицинской и биологической физики, необходимы студентам при изучении таких медицинских дисциплин, как нормальная физиология, патологическая физиология, физиотерапия и медицинская реабилитация, офтальмология,- лучевая диагностика и терапия, общественное здоровье и здравоохранение, радиационная и экологическая медицина.

При обучении медицинской и биологической физике используются классические формы: лекции (в том числе мультимедийные), практические и лабораторные занятия. Формы контроля: контрольные работы, компьютерное тестирование по пройденным разделам курса, зачёт и курсовой экзамен.

В соответствии с утвержденными типовыми учебными планами специальностей высшего медицинского образования распределение бюджета учебного времени и формы контроля обучения представлены в табл. 1.

Таблица 1

Планируемый уровень подготовки студентов

Студент должен знать:

Общие физические закономерности, лежащие в основе процессов, протекающих в организме; реологические свойства биологических тканей и жидкостей;

характеристики физических факторов (лечебных, климатических, производственных), оказывающих воздействие на организм и биофизические механизмы такого воздействия;

назначение, основы устройства и практического использования медицинской аппаратуры, технику безопасности при работе с ней;

основы математических методов обработки медицинских данных.

Студент должен уметь:

пользоваться основными измерительными приборами;

работать на физической (электронной) медицинской аппаратуре, представленной в лабораторном практикуме;

Обрабатывать результаты измерений.

Студент должен приобрести навыки:

освоить методы определения различных физических и механических характеристик биологических объектов;

практически использовать некоторые образцы лечебной и диагностической аппаратуры.

Примерный тематический план

1. Математическое описание медико-биологических процессов и обработка

медицинских данных

1.1. Основы дифференциального исчисления. Нахождение производных функций. Графики функций

Производная функции как мера скорости процесса. Градиенты. Применение производных для исследования функций на экстремум. Производная и дифференциал функции, их геометрический и физический смысл. Производные высших порядков. Частные производные и полный дифференциал функции многих переменных.

Год выпуска: 2003

Жанр: Биофизика

Формат: DjVu

Качество: Отсканированные страницы

Описание: Изучение физики в медицинских вузах имеет целый ряд особенностей. По мнению авторов, курс физики в таком вузе наряду с фундаментальностью должен иметь четкий «медицинский адрес», т. е. быть профилизированным. Профилизация заключается в отборе материала и в иллюстрации возможных применений физики в медицине. Она не только является мотивацией для студентов в изучении физики, но и необходима в связи с достаточно ограниченным объемом курса физики в медвузах.
Одна из методических сложностей данного курса - это сочетание фундаментализации с профилизацией. В этом одна из особенностей учебника «Медицинская и биологическая физика». Другая особенность связана с тем, что биофизика не выделена в виде отдельной части, а излагается в соответствующих разделах как физика живого.
В качестве вводного раздела к основному материалу рассматривается введение в метрологию, элементы теории вероятностей и математической статистики.
По сравнению с предыдущим изданием в учебнике «Медицинская и биологическая физика» удален ряд глав (основы кибернетики, механика вращательного движения, электромагнитная индукция) и сокращено изложение отдельных тем (термодинамика, электрический ток). Увеличена «биофизическая составляющая»: автоволновые процессы, квантовая биофизика и др.
Описание аппаратуры в учебнике изложено схематично, так как более подробно оно дано в «Руководстве к лабораторным работам по медицинской и биологической физике» М. Е. Блохиной, И. А. Эссауловой, Г. В. Мансуровой (М., «Дрофа», 2001). Примеры и задачи можно найти в «Сборнике задач по медицинской и биологической физике» А. Н. Ремизова, А. Г. Максиной (М., «Дрофа», 2001). Учебник и перечисленные пособия составляют единый методический комплекс. Ссылки на эти издания будут обозначены в тексте настоящей книги как , соответственно.

«Медицинская и биологическая физика»

Метрология. Теория вероятностей и математическая статистика
Введение в метрологию
§ 1.1. Основные проблемы и понятия метрологии
§ 1.2. Метрологическое обеспечение
§ 1.3. Медицинская метрология. Специфика медико-биологических измерений
§ 1.4. Физические измерения в биологии и медицине
Теория вероятностей
§ 2.1. Случайное событие. Вероятность
§ 2.2. Случайная величина. Закон распределения. Числовые характеристики
§ 2.3. Нормальный закон распределения
§ 2.4. Распределения Максвелла и Больцмана
Математическая статистика
§ 3.1. Основные понятия математической статистики
§ 3.2. Оценка параметров генеральной совокупности по ее выборке
§ 3.3. Проверка гипотез
§ 3.4. Корреляционная зависимость. Уравнения регрессии
Механика. Акустика
Некоторые вопросы биомеханики
§ 4.1. Механическая работа человека. Эргометрия
§ 4.2. Некоторые особенности поведения человека при перегрузках и невесомости
§ 4.3. Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации
Механические колебания и волны
§ 5.1. Свободные механические колебания (незатухающие и затухающие)
§ 5.2. Кинетическая и потенциальная энергии колебательного движения
§ 5.3. Сложение гармонических колебаний
§ 5.4. Сложное колебание и его гармонический спектр
§ 5.5. Вынужденные колебания. Резонанс
§ 5.6. Автоколебания
§ 5.7. Уравнение механической волны
§ 5.8. Поток энергии и интенсивность волны
§ 5.9. Ударные волны
§ 5.10. Эффект Доплера
Акустика
§ 6.1. Природа звука и его физические характеристики
§ 6.2. Характеристики слухового ощущения. Понятие об аудиометрии
§ 6.3. Физические основы звуковых методов исследования в клинике
§ 6.4. Волновое сопротивление. Отражение звуковых волн. Реверберация
§ 6.5. Физика слуха
§ 6.6. Ультразвук и его применения в медицине
§ 6.7. Инфразвук
§ 6.8. Вибрации
Течение и свойства жидкостей
§ 7.1. Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости
§ 7.2. Течение вязкой жидкости по трубам. Формула Пуазейля
§ 7.3. Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса
§ 7.4. Методы определения вязкости жидкости. Клинический метод определения вязкости крови
§ 7.5. Турбулентное течение. Число Рейнольдса
§ 7.6. Особенности молекулярного строения жидкостей
§ 7.7. Поверхностное натяжение
§ 7.8. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления
Механические свойства твердых тел и биологических тканей
§ 8.1. Кристаллические и аморфные тела. Полимеры и биополимеры
§ 8.2. Жидкие кристаллы
§ 8.3. Механические свойства твердых тел
§ 8.4. Механические свойства биологических тканей
Физические вопросы гемодинамики
§ 9.1. Модели кровообращения
§ 9.2. Пульсовая волна
§ 9.3. Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения
§ 9.4. Физические основы клинического метода измерения давления крови
§ 9.5. Определение скорости кровотока
Термодинамика. Физические процессы в биологических мембранах
Термодинамика
§ 10.1. Основные понятия термодинамики. Первое начало термодинамики
§ 10.2. Второе начало термодинамики. Энтропия
§ 10.3. Стационарное состояние. Принцип минимума производства энтропии
§ 10.4. Организм как открытая система
§ 10.5. Термометрия и калориметрия
§ 10.6. Физические свойства нагретых и холодных сред, используемых для лечения. Применение низких температур в медицине
Физические процессы в биологических мембранах
§ 11.1. Строение и модели мембран
§ 11.2. Некоторые физические свойства и параметры мембран

§ 11.3. Перенос молекул (атомов) через мембраны. Уравнение Фика
§ 11.4. Уравнение Нернста-Планка. Перенос ионов через мембраны
§ 11.5. Разновидности пассивного переноса молекул и ионов через мембраны
§ 11.6. Активный транспорт. Опыт Уссинга
§ 11.7. Равновесный и стационарный мембранные потенциалы. Потенциал покоя
§ 11.8. Потенциал действия и его распространение
§ 11.9. Активно-возбудимые среды. Автоволновые процессы в сердечной мышце
Электродинамика
Электрическое поле
§ 12.1. Напряженность и потенциал - характеристики электрического поля
§ 12.2. Электрический диполь
§ 12.3. Понятие о мультиполе
§ 12.4. Дипольный электрический генератор (токовый диполь)
§ 12.5. Физические основы электрокардиографии
§ 12.6. Диэлектрики в электрическом поле
§ 12.7. Пьезоэлектрический эффект
§ 12.8. Энергия электрического поля
§ 12.9. Электропроводимость электролитов
§ 12.10. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей при постоянном токе
§ 12.11. Электрический разряд в газах. Аэроионы и их лечебно-профилактическое действие
Магнитное поле
§ 13.1. Основные характеристики магнитного поля
§ 13.2. Закон Ампера
§ 13.3. Действие магнитного поля на движущийся электрический заряд. Сила Лоренца
§ 13.4. Магнитные свойства вещества
§ 13.5. Магнитные свойства тканей организма. Понятие о биомагнетизме и магнитобиологии
Электромагнитные колебания и волны
§ 14.1. Свободные электромагнитные колебания
§ 14.2. Переменный ток
§ 14.3. Полное сопротивление в цепи переменного тока. Резонанс напряжений
§ 14.4. Импеданс тканей организма. Дисперсия импеданса. Физические основы реографии
§ 14.5. Электрический импульс и импульсный ток
§ 14.6. Электромагнитные волны
§ 14.7. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине
Физические процессы в тканях при воздействии током и электромагнитными полями
§ 15.1. Первичное действие постоянного тока на ткани организма. Гальванизация. Электрофорез лекарственных веществ
§ 15.2. Воздействие переменными (импульсными) токами
§ 15.3. Воздействие переменным магнитным полем
§ 15.4. Воздействие переменным электрическим полем
§ 15.5. Воздействие электромагнитными волнами
Медицинская электроника
Содержание электроники. Электробезопасность. Надежность медицинской электронной аппаратуры
§ 16.1. Общая и медицинская электроника. Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов
§ 16.2. Электробезопасность медицинской аппаратуры
§ 16.3. Надежность медицинской аппаратуры
Система получения медико-биологической информации
§ 17.1. Структурная схема съема, передачи и регистрации медико-биологической информации
§ 17.2. Электроды для съема биоэлектрического сигнала
§ 17.3. Датчики медико-биологической информации
§ 17.4. Передача сигнала. Радиотелеметрия
§ 17.5. Аналоговые регистрирующие устройства
§ 17.6. Принцип работы медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы
Усилители и генераторы и их возможные использования в медицинской аппаратуре
§ 18.1. Коэффициент усиления усилителя
§ 18.2. Амплитудная характеристика усилителя. Нелинейные искажения
§ 18.3. Частотная характеристика усилителя. Линейные искажения
§ 18.4. Усиление биоэлектрических сигналов
§ 18.5. Различные виды электронных генераторов. Генератор импульсных колебаний на неоновой лампе
§ 18.6. Электронные стимуляторы. Низкочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура
§ 18.7. Высокочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура. Аппараты электрохирургии
§ 18.8. Электронный осциллограф
Оптика
Интерференция и дифракция света. Голография
§ 19.1. Когерентные источники света. Условия для наибольшего усиления и ослабления волн

§ 19.2. Интерференция света в тонких пластинках (пленках). Просветление оптики
§ 19.3. Интерферометры и их применение. Понятие об интерференционном микроскопе
§ 19.4. Принцип Гюйгенса-Френеля
§ 19.5. Дифракция на щели в параллельных лучах
§ 19.6. Дифракционная решетка. Дифракционный спектр
§ 19.7. Основы рентгеноструктурного анализа
§ 19.8. Понятие о голографии и ее возможном применении в медицине
Поляризация света
§ 20.1. Свет естественный и поляризованный. Закон Малюса

§ 20.2. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков
§ 20.3. Поляризация света при двойном лучепреломлении
§ 20.4. Вращение плоскости поляризации. Поляриметрия
§ 20.5. Исследование биологических тканей в поляризованном свете
Геометрическая оптика
§ 21.1. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики
§ 21.2. Аберрации линз
§ 21.3. Понятие об идеальной центрированной оптической системе
§ 21.4. Оптическая система глаза и некоторые ее особенности
§ 21.5. Недостатки оптической системы глаза и их компенсация
§ 21.6. Лупа
§ 21.7. Оптическая система и устройство микроскопа
§ 21.8. Разрешающая способность и полезное увеличение микроскопа. Понятие о теории Аббе
§ 21.9. Некоторые специальные приемы оптической микроскопии
§ 21.10. Волоконная оптика и ее использование в оптических устройствах
Тепловое излучение тел
§ 22.1. Характеристики теплового излучения. Черное тело
§ 22.2. Закон Кирхгофа
§ 22.3. Законы излучения черного тела
§ 22.4. Излучение Солнца. Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей
§ 22.5. Теплоотдача организма. Понятие о термографии
§ 22.6. Инфракрасное излучение и его применение в медицине

§ 22.7. Ультрафиолетовое излучение и его применение в медицине
§ 22.8. Организм как источник физических полей
Физика атомов и молекул. Элементы квантовой биофизики
Волновые свойства частиц. Элементы квантовой механики
§ 23.1. Гипотеза де Бройля. Опыты по дифракции электронов и других частиц
§ 23.2. Электронный микроскоп. Понятие об электронной оптике
§ 23.3. Волновая функция и ее физический смысл
§ 23.4. Соотношения неопределенностей
§ 23.5. Уравнение Шредингера. Электрон в потенциальной яме
§ 23.6. Применение уравнения Шредингера к атому водорода. Квантовые числа
§ 23.7. Понятие о теории Бора
§ 23.8. Электронные оболочки сложных атомов
§ 23.9. Энергетические уровни молекул
Излучение и поглощение энергии атомами и молекулами
§ 24.1. Поглощение света
§ 24.2. Рассеяние света
§ 24.3. Оптические атомные спектры
§ 24.4. Молекулярные спектры
§ 24.5. Различные виды люминесценции
§ 24.6. Фотолюминесценция
§ 24.7. Хемилюминесценция
§ 24.8. Лазеры и их применение в медицине
§ 24.9. Фотобиологические процессы. Понятия о фотобиологии и фотомедицине
§ 24.10. Биофизические основы зрительной рецепции
Магнитный резонанс
§ 25.1. Расщепление энергетических уровней атомов в магнитном поле
§ 25.2. Электронный парамагнитный резонанс и его медико-биологические применения
§ 25.3. Ядерный магнитный резонанс. ЯМР-интроскопия (магнито-резонансная томография)
Ионизирующие излучения. Основы дозиметрии
Рентгеновское излучение
§ 26.1. Устройство рентгеновской трубки. Тормозное рентгеновское излучение
§ 26.2. Характеристическое рентгеновское излучение. Атомные рентгеновские спектры
§ 26.3. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом

§ 26.4. Физические основы применения рентгеновского излучения в медицине
Радиоактивность. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
§ 27.1. Радиоактивность
§ 27.2. Основной закон радиоактивного распада. Активность
§ 27.3. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

§ 27.4. Физические основы действия ионизирующих излучений на организм
§ 27.5. Детекторы ионизирующих излучений
§ 27.6. Использование радионуклидов и нейтронов в медицине

§ 27.7. Ускорители заряженных частиц и их использование в медицине
Элементы дозиметрии ионизирующих излучений
§ 28.1. Доза излучения и экспозиционная доза. Мощность дозы

§ 28.2. Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения. Эквивалентная доза
§ 28.3. Дозиметрические приборы
§ 28.4. Защита от ионизирующего излучения

Год выпуска: 2012

Жанр: Медицинская физика

Формат: DjVu

Качество: Отсканированные страницы

Описание: Наиболее широким понятием, включающим все, окружающее нас и нас самих, является материя. Дать обычное логическое определение материи, при котором указывается более широкое понятие, а затем отмечается признак предмета определения, невозможно, так как более широкого понятия, чем материя, нет. Поэтому вместо определения часто просто говорят, что материя есть объективная реальность, данная нам в ощущениях.
Материя не существует без движения. Под движением понимаются все происходящие во Вселенной изменения и процессы. Условно различные и многообразные формы движения можно представить четырьмя видами: физическая, химическая, биологическая и социальная. Это позволяет классифицировать разные науки в зависимости от того, какой вид движения они изучают. Физика изучает физическую форму движения материи.

Более детально физическую форму движения материи можно подразделить на механическую, молекулярно-тепловую, электромагнитную, атомную, внутриядерную. Естественно, такое деление условно. Тем не менее физику как учебную дисциплину обычно представляют именно такими разделами.
Физика, как и другие науки, использует различные методы исследования, но вес они в конечном счете соответствуют единству теории и практики и отражают общий научный подход к познанию окружающей действительности: наблюдение, размышление, опыт. На основе наблюдений создаются теории, формулируются законы и гипотезы, они проверяются и используются на практике. Практика - критерий теорий, она позволяет их уточнять. Формулируются новые теории и законы, они вновь проверяются практикой. Таким образом человек продвигается ко все более полному пониманию окружающего мира.
Различные формы движении материи взаимозависимы и взаимосвязаны, что обусловливает появление новых наук, лежащих на стыке прежних - биофизика, астрофизика, химическая физика и др., а также использование достижений одной науки для развития другой.
Читателя, естественно, интересует связь физики и медицины. Проникновение физических знаний, методов и аппаратуры в медицину достаточно многогранно, ниже предлагаются лишь некоторые основные аспекты этой связи.

Физические процессы в организме. Биофизика

Несмотря на сложность и взаимосвязь различных процессов в организме человека, часто среди них можно выделить процессы, близкие к физическим. Например, такой сложный физиологический процесс, как кровообращение, в своей основе является физическим, так как связан с течением жидкости (гидродинамика), распространением упругих колебаний по сосудам (колебания и волны), механической работой сердца (механика), генерацией биопотенциалов (электричество) и т.п. Дыхание связано с движением газа (аэродинамика), теплоотдачей (термодинамика), испарением (фазовые превращения) и т.п.
В организме, кроме физических макроироцессов, как и в неживой природе, имеют место молекулярные процессы, которые в конечном итоге определяют поведение биологических систем. Понимание физики таких микропроцессов необходимо для правильной оценки состояния организма, природы некоторых заболеваний, действия лекарств и т.д.
Во всех этих вопросах физика настолько связана с биологией, что формирует самостоятельную науку - биофизику, которая изучает физические и физико-химические процессы в живых организмах, а также ультраструктуру биологических систем на всех уровнях организации - от субмолекулярного и молекулярного до клетки и целого организма.

Физические методы диагностики заболеваний и исследования биологических систем

Многие методы диагностики и исследования основаны на использовании физических принципов и идей. Большинство современных медицинских по назначению приборов конструктивно является физическими приборами. Чтобы это проиллюстрировать, достаточно рассмотреть некоторые примеры в рамках сведений, известных читателю из курса средней школы.
Механическая величина - давление крови - является показателем, используемым для оценки ряда заболеваний. Прослушивание звуков, источники которых находятся внутри организма, позволяет получать информацию о нормальном или патологическом поведении органов. Медицинский термометр, работа которого основана на тепловом расширении ртути, - весьма распространенный диагностический прибор. За последнее десятилетие в связи с развитием электронных устройств широкое распространение получил диагностический метод, основанный на записи биопотенциалов, возникающих в живом организме. Наиболее известен метод электрокардиографии - запись биопотенциалов, отражающих сердечную деятельность. Общеизвестна роль микроскопа для медико-биологических исследований. Современные медицинские приборы, основанные на волоконной оптике, позволяют осматривать внутренние полости организма.
Спектральный анализ используется в судебной медицине, гигиене, фармакологии и биологии; достижения атомной и ядерной физики - для достаточно известных методов диагностики: рентгенодиагностики и метода меченых атомов.

Воздействие физическими факторами на организм с целью лечения

В общем комплексе различных методов лечения, применяемых в медицине, находят место и физические факторы. Укажем некоторые из них. Гипсовая повязка, накладываемая при переломах, является механическим фиксатором положения поврежденных органов. Охлаждение (лед) и нагревание (грелка) с целью лечения основаны на тепловом действии. Электрическое и электромагнитное воздействия широко используются ь физиотерапии. С лечебной целью применяют свет видимый и невидимый (ультрафиолетовое и инфракрасное излучения), рентгеновское и гамма-излучения.

Физические свойства материалов, используемых в медицине. Физические свойства биологических систем

Применяемые в медицине повязки, инструменты, электроды, протезы и т.п. работают в условиях воздействия окружающей среды, в том числе в непосредственном окружении биологических сред. Чтобы оценить возможность эксплуатации подобных изделий в реальных условиях, необходимо иметь сведения о физических свойствах материалов, из которых они сделаны. Например, для изготовления протезов (зубы, сосуды, клапаны и т.д.) существенно знание механической прочности, устойчивости к многократным нагрузкам, эластичности, теплопроводности, электропроводности и других свойств.
В ряде случаев важно знать физические свойства биологических систем для оценки их жизнеспособности или способности выдержать определенные внешние воздействия. По изменению физических свойств биологических объектов возможна диагностика заболеваний.

Физические свойства и характеристики окружающей среды

Живой организм нормально функционирует, только взаимодействуя с окружающей средой. Он остро реагирует на изменение таких физических характеристик среды, как температура, влажность, давление воздуха и пр. Действие внешней среды на организм учитывается не только как внешний фактор, оно может использоваться для лечения: климатотерапия и баротерапия. Эти примеры свидетельствуют о том, что врач должен уметь оценивать физические свойства и характеристики окружающей среды.
Перечисленные выше применения физики в медицине составляют медицинскую физику - комплекс разделов прикладной физики и биофизики, в которых рассматриваются физические законы, явления, процессы и характеристики применительно к решению медицинских задач.

Медицина и техника

Современная медицина базируется на широком использовании разнообразной аппаратуры, которая в большинстве своем является физической по конструкции, поэтому в курсе медицинской и биологической физики рассматриваются устройство и принцип работы основной медицинской аппаратуры.

Медицина, вычислительная техника и математика

Компьютеры получили самое широкое распространение как для обработки результатов медицинских исследований, так и для постановки диагноза заболевания. Математика, кроме того, используется для описания процессов, протекающих в живых системах, а также для создания и анализа соответствующих моделей. Математическая статистика применяется для учета вида заболеваний, распространенности эпидемий и других целей.
Учебник «Медицинская и биологическая физика» предназначен студентам и преподавателям медицинских, биологических и сельскохозяйственных специальностей.

Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я.

Данный учебник является частью учебного комплекта, включающего также два учебных пособия: «Сборник задач по медицинской и биологической физике» А. Н. Ремизова и А. Г. Максиной и «Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике» М. Е. Блохиной, И. А. Эссауловой и Г. В. Мансуровой. Комплект соответствует действующей программе курса медицинской и биологической физики для студентов медицинских специальностей.
Отличительная особенность учебника - сочетание фундаментальности изложения общефизических сведений с четкой медико-биологической направленностью. Наряду с материалом по физике и биофизике излагаются элементы теории вероятностей и математической статистики, вопросы медицинской метрологии и электроники, основы фотомедицины, дозиметрии и др., приводятся сведения о физических методах диагностики и лечения. Содержание книги значительно обновлено по сравнению с ее третьим изданием (1999 г.) в соответствии с современными требованиями.
Для студентов и преподавателей медицинских вузов, а также студентов сельскохозяйственных вузов и биологических факультетов университетов и педагогических вузов.

Предисловие
Введение

РАЗДЕЛ 1. Метрология. Теория вероятностей и математическая статистика

ГЛАВА 1. Введение в метрологию
§ 1.1. Основные проблемы и понятия метрологии
§ 1.2. Метрологическое обеспечение
§ 1.3. Медицинская метрология. Специфика медико-биологических измерений
§ 1.4. Физические измерения в биологии и медицине

ГЛАВА 2. Теория вероятностей
§ 2.1. Случайное событие. Вероятность
§ 2.2. Случайная величина. Закон распределения. Числовые характеристики
§ 2.3. Нормальный закон распределения
§ 2.4. Распределения Максвелла и Больцмана

ГЛАВА 3. Математическая статистика
§ 3.1. Основные понятия математической статистики
§ 3.2. Оценка параметров генеральной совокупности по ее выборке
§ 3.3. Проверка гипотез
§ 3.4. Корреляционная зависимость. Уравнения регрессии

РАЗДЕЛ 2. Механика. Акустика

ГЛАВА 4. Некоторые вопросы биомеханики
§ 4.1. Механическая работа человека. Эргометрия
§ 4.2. Некоторые особенности поведения человека при перегрузках и невесомости
§ 4.3. Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации

ГЛАВА 5 Механические колебания и волны
§ 5.1. Свободные механические колебания (незатухающие и затухающие)
§ 5.2. Кинетическая и потенциальная энергии колебательного движения
§ 5.3. Сложение гармонических колебаний
§ 5.4. Сложное колебание и его гармонический спектр
§ 5.5. Вынужденные колебания. Резонанс
§ 5.6. Автоколебания
§ 5.7. Уравнение механической волны
§ 5.8. Поток энергии и интенсивность волны
§ 5.9. Ударные волны
§ 5.10. Эффект Доплера

ГЛАВА 6. Акустика
§ 6.1. Природа звука и его физические характеристики
§ 6.2. Характеристики слухового ощущения. Понятие об аудиометрии
§ 6.3. Физические основы звуковых методов исследования в клинике
§ 6.4. Волновое сопротивление. Отражение звуковых волн. Реверберация
§ 6.5. Физика слуха
§ 6.6. Ультразвук и его применения в медицине
§ 6.7. Инфразвук
§ 6.8. Вибрации

ГЛАВА 7. Течение и свойства жидкостей
§ 7.1. Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости
§ 7.2. Течение вязкой жидкости по трубам. Формула Пуазейля
§ 7.3. Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса
§ 7.4. Методы определения вязкости жидкости. Клинический метод определения вязкости крови
§ 7.5. Турбулентное течение. Число Рейнольдса
§ 7.6. Особенности молекулярного строения жидкостей
§ 7.7. Поверхностное натяжение
§ 7.8. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления

ГЛАВА 8. Механические свойства твердых тел и биологических тканей
§ 8.1. Кристаллические и аморфные тела. Полимеры и биополимеры
§ 8.2. Жидкие кристаллы
§ 8.3. Механические свойства твердых тел
§ 8.4. Механические свойства биологических тканей

ГЛАВА 9. Физические вопросы гемодинамики
§ 9.1. Модели кровообращения
§ 9.2. Пульсовая волна
§ 9.3. Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения
§ 9.4. Физические основы клинического метода измерения давления крови
§ 9.5. Определение скорости кровотока

РАЗДЕЛ 3. Термодинамика. Физические процессы в биологических мембранах

ГЛАВА 10. Термодинамика
§ 10.1. Основные понятия термодинамики. Первое начало термодинамики
§ 10.2. Второе начало термодинамики. Энтропия
§ 10.3. Стационарное состояние. Принцип минимума производства энтропии
§ 10.4. Организм как открытая система
§ 10.5. Термометрия и калориметрия
§ 10.6. Физические свойства нагретых и холодных сред, используемых для лечения. Применение низких температур в медицине

ГЛАВА 11. Физические процессы в биологических мембранах
§ 11.1. Строение и модели мембран
§ 11.2. Некоторые физические свойства и параметры мембран
§ 11.3. Перенос молекул (атомов) через мембраны. Уравнение Фика
§ 11.4. Уравнение Нернста-Планка. Перенос ионов через мембраны
§ 11.5. Разновидности пассивного переноса молекул и ионов через мембраны
§ 11.6. Активный транспорт. Опыт Уссинга
§ 11.7. Равновесный и стационарный мембранные потенциалы. Потенциал покоя
§ 11.8. Потенциал действия и его распространение
§ 11.9. Активно-возбудимые среды. Автоволновые процессы в сердечной мышце

РАЗДЕЛ 4. Электродинамика

ГЛАВА 12. Электрическое поле
§ 12.1. Напряженность и потенциал - характеристики электрического поля
§ 12.2. Электрический диполь
§ 12.3. Понятие о мультиполе
§ 12.4. Дипольный электрический генератор (токовый диполь)
§ 12.5. Физические основы электрокардиографии
§ 12.6. Диэлектрики в электрическом поле
§ 12.7. Пьезоэлектрический эффект
§ 12.8. Энергия электрического поля
§ 12.9. Электропроводимость электролитов
§ 12.10. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей при постоянном токе
§ 12.11. Электрический разряд в газах. Аэроионы и их лечебно-профилактическое действие

ГЛАВА 13. Магнитное поле
§ 13.1. Основные характеристики магнитного поля
§ 13.2. Закон Ампера
§ 13.3. Действие магнитного поля на движущийся электрический заряд. Сила Лоренца
§ 13.4. Магнитные свойства вещества
§ 13.5. Магнитные свойства тканей организма. Понятие о биомагнетизме и магнитобиологии

ГЛАВА 14. Электромагнитные колебания и волны
§ 14.1. Свободные электромагнитные колебания
§ 14.2. Переменный ток
§ 14.3. Полное сопротивление в цепи переменного тока. Резонанс напряжений
§ 14.4. Импеданс тканей организма. Дисперсия импеданса. Физические основы реографии
§ 14.5. Электрический импульс и импульсный ток
§ 14.6. Электромагнитные волны
§ 14.7. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине

ГЛАВА 15. Физические процессы в тканях при воздействии током и электромагнитными полями
§ 15.1. Первичное действие постоянного тока на ткани организма. Гальванизация. Электрофорез лекарственных веществ
§ 15.2. Воздействие переменными (импульсными) токами
§ 15.3. Воздействие переменным магнитным полем
§ 15.4. Воздействие переменным электрическим полем
§ 15.5. Воздействие электромагнитными волнами

РАЗДЕЛ 5. Медицинская электроника
ГЛАВА 16. Содержание электроники. Электробезопасность. Надежность медицинской электронной аппаратуры
§ 16.1. Общая и медицинская электроника. Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов
§ 16.2. Электробезопасность медицинской аппаратуры
§ 16.3. Надежность медицинской аппаратуры

ГЛАВА 17. Система получения медико-биологической информации
§ 17.1. Структурная схема съема, передачи и регистрации медико-биологической информации
§ 17.2. Электроды для съема биоэлектрического сигнала
§ 17.3. Датчики медико-биологической информации
§ 17.4. Передача сигнала. Радиотелеметрия
§ 17.5. Аналоговые регистрирующие устройства
§ 17.6. Принцип работы медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы

ГЛАВА 18. Усилители и генераторы и их возможные использования в медицинской аппаратуре
§ 18.1. Коэффициент усиления усилителя
§ 18.2. Амплитудная характеристика усилителя. Нелинейные искажения
§ 18.3. Частотная характеристика усилителя. Линейные искажения
§ 18.4. Усиление биоэлектрических сигналов
§ 18.5. Различные виды электронных генераторов. Генератор импульсных колебаний на неоновой лампе
§ 18.6. Электронные стимуляторы. Низкочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура
§ 18.7. Высокочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура. Аппараты электрохирургии
§ 18.8. Электронный осциллограф

РАЗДЕЛ 6. Оптика

ГЛАВА 19. Интерференция и дифракция света. Голография
§ 19.1. Когерентные источники света. Условия для наибольшего усиления и ослабления волн
§ 19.2. Интерференция света в тонких пластинках (пленках). Просветление оптики
§ 19.3. Интерферометры и их применение. Понятие об интерференционном микроскопе
§ 19.4. Принцип Гюйгенса-Френеля
§ 19.5. Дифракция на щели в параллельных лучах
§ 19.6. Дифракционная решетка. Дифракционный спектр
§ 19.7. Основы рентгеноструктурного анализа
§ 19.8. Понятие о голографии и ее возможном применении в медицине

ГЛАВА 20. Поляризация света
§ 20.1. Свет естественный и поляризованный. Закон Малюса
§ 20.2. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков
§ 20.3. Поляризация света при двойном лучепреломлении
§ 20.4. Вращение плоскости поляризации. Поляриметрия
§ 20.5. Исследование биологических тканей в поляризованном свете

ГЛАВА 21. Геометрическая оптика
§ 21.1. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики
§ 21.2. Аберрации линз
§ 21.3. Понятие об идеальной центрированной оптической системе
§ 21.4. Оптическая система глаза и некоторые ее особенности
§ 21.5. Недостатки оптической системы глаза и их компенсация
§ 21.6. Лупа
§ 21.7. Оптическая система и устройство микроскопа
§ 21.8. Разрешающая способность и полезное увеличение микроскопа. Понятие о теории Аббе
§ 21.9. Некоторые специальные приемы оптической микроскопии
§ 21.10. Волоконная оптика и ее использование в оптических устройствах

ГЛАВА 22. Тепловое излучение тел
§ 22.1. Характеристики теплового излучения. Черное тело
§ 22.2. Закон Кирхгофа
§ 22.3. Законы излучения черного тела
§ 22.4. Излучение Солнца. Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей
§ 22.5. Теплоотдача организма. Понятие о термографии
§ 22.6. Инфракрасное излучение и его применение в медицине
§ 22.7. Ультрафиолетовое излучение и его применение в медицине
§ 22.8. Организм как источник физических полей

РАЗДЕЛ 7. физика атомов и молекул. Элементы квантовой биофизики

ГЛАВА 23. Волновые свойства частиц. Элементы квантовой механики
§ 23.1. Гипотеза де Бройля. Опыты по дифракции электронов и других частиц
§ 23.2. Электронный микроскоп. Понятие об электронной оптике
§ 23.3. Волновая функция и ее физический смысл
§ 23.4. Соотношения неопределенностей
§ 23.5. Уравнение Шредингера. Электрон в потенциальной яме
§ 23.6. Применение уравнения Шредингера к атому водорода. Квантовые числа
§ 23.7. Понятие о теории Бора
§ 23.8. Электронные оболочки сложных атомов
§ 23.9. Энергетические уровни молекул

ГЛАВА 24. Излучение и поглощение энергии атомами и молекулами
§ 24.1. Поглощение света
§ 24.2. Рассеяние света
§ 24.3. Оптические атомные спектры
§ 24.4. Молекулярные спектры
§ 24.5. Различные виды люминесценции
§ 24.6. Фотолюминесценция
§ 24.7. Хемилюминесценция
§ 24.8. Лазеры и их применение в медицине
§ 24.9. Фотобиологические процессы. Понятия о фотобиологии и фотомедицине
§ 24.10. Биофизические основы зрительной рецепции

ГЛАВА 25. Магнитный резонанс
§ 25.1. Расщепление энергетических уровней атомов в магнитном поле
§ 25.2. Электронный парамагнитный резонанс и его медико-биологические применения
§ 25.3. Ядерный магнитный резонанс. ЯМР-интроскопия (магнито-резонансная томография)

РАЗДЕЛ 8. Ионизирующие излучения. Основы дозиметрии

ГЛАВА 26. Рентгеновское излучение
§ 26.1. Устройство рентгеновской трубки. Тормозное рентгеновское излучение
§ 26.2. Характеристическое рентгеновское излучение. Атомные рентгеновские спектры
§ 26.3. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом
§ 26.4. Физические основы применения рентгеновского излучения в медицине

ГЛАВА 27. Радиоактивность. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
§ 27.1. Радиоактивность
§ 27.2. Основной закон радиоактивного распада. Активность
§ 27.3. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
§ 27.4. Физические основы действия ионизирующих излучений на организм
§ 27.5. Детекторы ионизирующих излучений
§ 27.6. Использование радионуклидов и нейтронов в медицине
§ 27.7. Ускорители заряженных частиц и их использование в медицине

ГЛАВА 28. Элементы дозиметрии ионизирующих излучений
§ 28.1. Доза излучения и экспозиционная доза. Мощность дозы
§ 28.2. Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения. Эквивалентная доза
§ 28.3. Дозиметрические приборы
§ 28.4. Защита от ионизирующего излучения

Заключение
Предметный указатель

скачать электронную медицинскую книгу Медицинская и биологическая физика. Учебник для вузов Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. скачать книгу бесплатно

Название: Медицинская и биологическая физика. 4-е издание.
Ремизов А.Н.
Год издания: 2012
Размер: 30.4 МБ
Формат: djvu
Язык: Русский

Четвертое издание базового учебника "Медицинская и биологическая физика", исправленное и дополненное, на современном уровне рассматривает вопросы медицинской и биофизики. Учебник рассматривает такие вопросы, как математическая обработка результатов измерений, основы кибернетики, механика и акустика, равновесная термодинамика и неравновесная термодинамика, диффузные процессы, протекающие в биологических мембранах, вопросы электродинамики, общая электроника и медицинская электроника, оптика, элементы квантовой биофизики, ионизирующее излучение и основы дозиметрии.

Эта книга удалена по требованию правообладателя

Название: Медицинская и биологическая физика
Лещенко В.Г., Ильич Г.К.
Год издания: 2012
Размер: 29.5 МБ
Формат: pdf
Язык: Русский
Описание: Учебное пособие "Медицинская и биологическая физика" под ред., Лещенко В.Г., и соавт., рассматривает процессы физики, которые способны поддерживать гомеостаз человека, либо сопровождать его на определ... Скачать книгу бесплатно

Название: Основы высшей математики и математической статистики. 2-е издание
Павлушков И.В., РозовскийЛ.В., Капульцевич А.Е.
Год издания: 2012
Размер: 23.21 МБ
Формат: djvu
Язык: Русский
Описание: В учебном руководстве "Основы высшей математики и математической статистики" под ред., Павлушкова И.В., рассматриваются базисные вопросы математики для студентов-медиков. Представлены некоторые основн... Скачать книгу бесплатно

Название: Биофизика.
Тиманюк В.А., Животова Е.Н.
Год издания: 2003
Размер: 4.28 МБ
Формат: pdf
Язык: Русский
Описание: В представленном учебнике В.А. Тиманюка с соавторами "Биофизика" рассмотрены основные вопросы данной дисциплины: математическая биофизика, механика, биофизика мышечного сокращения, молекулярная физика... Скачать книгу бесплатно

Название: Биофизика. Том 2. 2-е издание.
Рубин А.Б.
Год издания: 1999
Размер: 4.34 МБ
Формат: djvu
Язык: Русский
Описание: Представленный второй том двухтомного издания "Биофизика" А.Б. Рубина рассматривает такие вопросы, как биофизика мембранных процессов, где представлены структурно-функциональная организация биологичес... Скачать книгу бесплатно

Название: Биофизика. Том 1. Теоретическая биофизика. 2-е издание.
Рубин А.Б.
Год издания: 1999
Размер: 4.02 МБ
Формат: djvu
Язык: Русский
Описание: Во втором издании первого тома двухтомника "Биофизика" А.Б. Рубина рассмотрены биофизика сложных систем, куда вошли кинетика биологических процессов и термодинамика биологических процессов. В разделе... Скачать книгу бесплатно

Название: Избранные вопросы физики для физиотерапевтов.
Рогаткин Д.А., Гилинская Н.Ю.
Год издания: 2007
Размер: 1.31 МБ
Формат: pdf
Язык: Русский
Описание: Представленная книга рассматривает основные вопросы физики, необходимые для понимания и изучения физиотерапевтам. Рассмотрены основные физические факторы, физические величины, необходимые в практике ф... Скачать книгу бесплатно

Название: Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника.
Попечителев Е.П., Кореневский Н.А.
Год издания: 2002
Размер: 4.04 МБ
Формат: djvu
Язык: Русский
Описание: В представленной книге "Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника" рассмотрены методы получения диагностической информации, съем электрофизиологической информации, электроды и элект... Скачать книгу бесплатно

Название: Физические основы ядерной физики.
Наркевич Б.Я., Костылев В.А.
Год издания: 2001
Размер: 1.22 МБ
Формат: djvu
Язык: Русский
Описание: Представленное пособие из цикла медицинской физики "Физические основы ядерной физики" рассматривает историю развития и физические принципы ядерной медицины, радиофармпрепараты, представлена радиодиагн...