Медицинская и биологическая физика

Предисловие

Введение

РАЗДЕЛ 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

ИЗМЕРЕНИЙ. ОСНОВЫ КИБЕРНЕТИКИ

Глава 1. Введение в метрологию

§ 1.1. Основные проблемы и понятия метрологии

§ 1.2. Метрологическое обеспечение

§ 1.3. Медицинская метрология. Специфика медико-биологических измерении

§ 1.4. Физические измерения в биологии и медицине

Глава 2. Элементы теории вероятностей

§ 2.1. Опыт с неоднозначными исходами. Случайное событие

§ 2.2. Действия над событиями. Противоположное событие. Несовместные события

§ 2.3. Классическое определение вероятности, аксиомы теории вероятностей

§ 2.4. Относительная частота события, закон больших чисел

§ 2.5. Независимые события. Сложение и умножение вероятностей независимых событий

§ 2.6. Дискретные и непрерывные случайные величины. Ряд распределения, функция распределения. Плотность вероятности

§ 2.7. Числовые характеристики случайных величин

§ 2.8. Некоторые законы распределения непрерывных случайных величин

Глава 3. Элементы математической статистики

§ 3.1. Основные понятия математической статистики

§ 3.2. Числовые характеристики статистического ряда

§ 3.3. Интервальная оценка

§ 3.4. Интервальная оценка генерального среднего для нормального закона распределения

§ 3.5. Методы проверки статистических гипотез

§ 3.6. Проверка гипотез о равенстве дисперсий, F-критерий Фишера

§ 3.7. Проверка гипотез относительно равенства средних, t-критерий Стьюдента

§ 3.8. Непараметрическое сравнение двух выборок: критерий Манна-Уитни

Глава 4. Основы кибернетики

§ 4.1. Кибернетика и другие науки

§ 4.2. Кибернетические системы

§ 4.3. Элементы теории информации

§ 4.4. Управление и регулирование

§ 4.5. Моделирование

§ 4.6. Понятие о биологической и медицинской кибернетике

РАЗДЕЛ 2. МЕХАНИКА. АКУСТИКА

Глава 5. Механика вращательного движения

§ 5.1. Кинематика вращательного движения абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси

§ 5.2. Основные понятия. Уравнение динамики вращательного движения

§ 5.3. Закон сохранения момента импульса

§ 5.4. Понятие о свободных осях вращения

§ 5.5. Понятие о степенях свободы

§ 5.6. Центрифугирование

Глава 6. Некоторые вопросы биомеханики

§ 6.1. Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека

§ 6.2. Механическая работа человека. Эргометрия

§ 6.3. Перегрузка и невесомость

§ 6.4. Вестибулярный аппарат как инерциальная система ориентации

Глава 7. Механические колебания и волны

§ 7.1. Гармонические колебания

§ 7.2. Кинетическая и потенциальная энергии колебательного движения

§ 7.3. Сложение гармонических колебаний

§ 7.4. Сложное колебание. Гармонический спектр сложного колебания

§ 7.5. Затухающие колебания

§ 7.6. Вынужденные колебания. Резонанс

§ 7.7. Автоколебания

§ 7.8. Уравнение механических волн

§ 7.9. Поток энергии волн. Вектор Умова

§ 7.10. Ударные волны

§ 7.11. Эффект Допплера

Глава 8. Акустика

§ 8.1. Природа звука. Физические характеристики

§ 8.2. Характеристики слухового ощущения. Звуковые измерения

§ 8.3. Физические основы звуковых методов исследования в клинике

§ 8.4. Волновое сопротивление. Отражение звуковых волн. Реверберация

§ 8.5. Физика слуха

§ 8.6. Ультразвук и eго применения в медицине

§ 8.7. Инфразвук

§ 8.8. Вибрации

Глава 9. Течение и свойства жидкостей

§ 9.1. Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости

§ 9.2. Течение вязкой жидкости по трубам. Формула Пуазейля

§ 9.3. Движение тел в вязкой жидкости. Закон Стокса

§ 9.4. Методы определения вязкости жидкости. Клинический метод определения вязкости крови

§ 9.5. Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса

§ 9.6. Особенности молекулярного строения жидкостей

§ 9.7. Поверхностное натяжение

§ 9.8. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления

Глава 10. Механические свойства твердых тел и биологических тканей

§ 10.1. Кристаллические и аморфные тела. Полимеры

§ 10.2. Жидкие кристаллы

§ 10.3. Механические свойства твердых тел

§ 10.4. Механические свойства биологических тканей

Глава 11. Физические вопросы гемодинамики

§ 11.1. Модели кровообращения

§ 11.2. Пульсовая волна

§ 11.3. Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения

§ 11.4. Физические основы клинического метода измерения давления крови

§ 11.5. Определение скорости кровотока

РАЗДЕЛ 3. РАВНОВЕСНАЯ И НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. ДИФФУЗНЫЕ ПРОЦЕССЫ В БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАНАХ

Глава 12. Термодинамика

§ 12.1. Основные понятия термодинамики. Первое начало термодинамики

§ 12.2. Второе начало термодинамики. Энтропия

§ 12.3. Критика теории «тепловой смерти» мира

§ 12.4. Термодинамические потенциалы

§ 12.5. Системы с переменным числом частиц. Химический и электрохимический потенциалы

§ 12.6. Стационарное состояние. Принцип минимума производства энтропии

§ 12.7. Организм как открытая система

§ 12.8. Термометрия и калориметрия

§ 12.9. Физические свойства нагретых и холодных сред, используемых для лечения. Применение низких температур в медицине

Глава 13. Физические процессы в биологических мембранах

§ 13.1. Строение и модели мембран

§ 13.2. Некоторые физические свойства и параметры мембран

§ 13.3. Перенос молекул (атомов) через мембраны

§ 13.4. Уравнение Нернста-Планка. Перенос ионов через мембраны

§ 13.5. Активный транспорт

§ 13.6. Разновидности пассивного переноса молекул и ионов через биологические мембраны

§ 13.7. Потенциал покоя

§ 13.8. Потенциал действия и его распространение

РАЗДЕЛ 4. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Глава 14. Электрическое поле

§ 14.1. Напряженность и потенциал - характеристики электрического поля

§ 14.2. Электрический диполь

§ 14.3. Понятие о мультиполе

§ 14.4. Дипольный электрический генератор (токовый диполь)

§ 14.5. Физические основы электрокардиографии

§ 14.6. Диэлектрики в электрическом поле

§ 14.7. Пьезоэлектрический эффект

§ 14.8. Энергия электрического поля

Глава 15. Электрический ток

§ 15.1. Плотность и сила тока

§ 15.2. Электродвижущая сила источников тока

§ 15.3. Электропроводимость электролитов

§ 15.4. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей при постоянном токе

§ 15.5. Электрический разряд в газах. Аэроионы и их лечебно-профилактическое действие

§ 15.6. Внутренняя контактная разность потенциалов. Термоэлектродвижущая сила

Глава 16. Магнитное поле

§ 16.1. Индукция магнитного поля

§ 16.2. Закон Ампера. Энергия контура с током в магнитном поле

§ 16.3. Действие магнитного поля на движущийся электрический заряд. Сила Лоренца

§ 16.4. Экспериментальное определение удельного заряда частиц

§ 16.5. Напряженность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение

§ 16.6. Закон полного тока. Напряженность магнитного поля соленоида

§ 16.7. Магнитные свойства вещества

§ 16.8. Магнитные свойства тканей организма. Физические основы магнитобиологии

Глава 17. Электромагнитная индукция. Энергия магнитного поля

§ 17.1. Основной закон электромагнитной индукции

§ 17.2. Взаимная индукция

§ 17.3. Самоиндукция

§ 17.4. Вихревые токи

§ 17.5. Энергия магнитного поля

Глава 18. Электромагнитные колебания и волны

§ 18.1. Свободные электромагнитные колебания

§ 18.2. Переменный ток

§ 18.3. Полное сопротивление в цепи переменного тока. Резонанс напряжений

§ 18.4. Полное сопротивление (импеданс) тканей организма. Физические основы реографии

§ 18.5. Электрический импульс и импульсный ток

§ 18.6. Прохождение прямоугольных импульсов через линейную цепь. Дифференцирующие и интегрирующие цепи

§ 18.7. Понятие о теории Максвелла. Ток смещения

§ 18.8. Электромагнитные волны

§ 18.9. Шкала электромагнитных волн. Классификация частотных интервалов, принятая в медицине

Глава 19. Физические процессы в тканях при воздействии током и электромагнитными полями

§ 19.1. Первичное действие постоянного тока на ткани организма. Гальванизация. Электрофорезлекарственных веществ

§ 19.2. Воздействие переменными (импульсными) токами

§ 19.3. Воздействие переменным магнитным полем

§ 19.4. Воздействие переменным электрическим полем

§ 19.5. Воздействие электромагнитными волнами

РАЗДЕЛ 5. ОБЩАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Глава 20. Содержание общей и медицинской электроники

§ 20.1. Электроника и некоторые направления ее развития

§ 20.2. Медицинская электроника. Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов

§ 20.3. Электробезопасность медицинской аппаратуры

§ 20.4. Надежность медицинской аппаратуры

Глава 21. Система получения медико-биологической информации

§ 21.1. Структурная схема съема, передачи и регистрации медико-биологической информации

§ 21.2. Электроды для съема биоэлектрического сигнала

§ 21.3. Датчики медико-биологической информации

§ 21.4. Передача сигнала. Радиотелеметрия

§ 21.5. Аналоговые регистрирующие устройства

§ 21.6. Принцип работы медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы

Глава 22. Усилители

§ 22.1. Коэффициент усиления усилителя

§ 22.2. Амплитудная характеристика усилителя. Нелинейные искажения

§ 22.3. Частотная характеристика усилителя. Линейные искажения

§ 22.4. Усилитель на транзисторе

§ 22.5. Усиление биоэлектрических сигналов

Глава 23. Генераторы

§ 23.1. Разновидности генераторов электрических колебаний

§ 23.2. Генератор гармонических колебаний на транзисторе

§ 23.3. Генераторы импульсных (релаксационных) колебаний

§ 23.4. Электронный осциллограф

§ 23.5. Электронные стимуляторы. Низкочастотная

физиотерапевтическая электронная аппаратура

§ 23.6. Высокочастотная физиотерапевтическая электронная аппаратура. Аппараты электрохирургии

РАЗДЕЛ 6. ОПТИКА

Глава 24. Интерференцияи дифракция света. Голография

§ 24.1. Когерентные источники света. Условия для наибольшего усиления и ослабления волн

§ 24.2. Интерференция света в тонких пластинках (пленках). Просветление оптики

§ 24.3. Интерферометры и их применение. Понятие об интерференционном микроскопе

§ 24.4. Принцип Гюйгенса-Френеля

§ 24.5. Дифракция на щели в параллельных лучах

§ 24.6. Дифракционная решетка. Дифракционный спектр

§ 24.7. Основы рентгеноструктурного анализа.

§ 24.8. Понятие о голографии и ее возможном применении в медицине

Глава 25. Поляризация света

§ 25.1. Свет естественный и поляризованный. Закон Малюса

§ 25.2. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков.

§ 25.3. Поляризация света при двойном лучепреломлении

§ 25.4. Вращение плоскости поляризации. Поляриметрия

§ 25.5. Исследование биологических тканей в поляризованном свете

Глава 26. Геометрическая оптика

§ 26.1. Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики

§ 26.2. Аберрации линз

§ 26.3. Понятие об идеальной центрированной оптической системе

§ 26.4. Оптическая система глаза и некоторые ее особенности

§ 26.5. Недостатки оптической системы глаза и их устранение

§ 26.6. Лупа

§ 26.7. Оптическая система и устройство биологического микроскопа.

§ 26.8. Разрешающая способность и полезное увеличение микроскопа. Понятие о теории Аббе

§ 26.9. Некоторые специальные приемы оптической микроскопии

§ 26.10. Волоконная оптика и ее использование в медицинских приборах

Глава 27. Тепловое излучение тел

§ 27.1. Характеристики теплового излучения. Черное тело

§ 27.2. Закон Кирхгофа

§ 27.3. Законы излучения черного тела

§ 27.4. Излучение солнца. Источники теплового излучения, применяемые для лечебных целей

§ 27.5. Теплоотдача организма. Понятие о термографии

§ 27.6. Инфракрасное излучение и его применение в медицине

§ 27.7. Ультрафиолетовое излучение и его применение в медицине

§ 27.8. Фотоэлектрический эффект и его некоторые применения

§ 27.9. Световой эталон. Некоторые световые величины

РАЗДЕЛ 7. ФИЗИКА АТОМОВ И МОЛЕКУЛ. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ БИОФИЗИКИ

Глава 28. Волновые свойства частиц. Элементы квантовой механики

§ 28.1. Гипотеза де Бройля. Опыты по дифракции электронов и других частиц

§ 28.2. Электронный микроскоп. Понятие об электронной оптике

§ 28.3. Волновая функция и ее физический смысл

§ 28.4. Соотношения неопределенностей

§ 28.5. Уравнение Шредингера. Электрон в потенциальной яме

§ 28.6. Применение уравнения Шредингера к атому водорода. Квантовые числа

§ 28.7. Понятие о теории Бора

§ 28.8. Электронные оболочки сложных атомов

§ 28.9. Энергетические уровни молекул.

Глава 29. Излучение и поглощение энергии атомами и молекулами

§ 29.1. Особенности излучения и поглощения энергии атомами и молекулами

§ 29.2. Поглощение света

§ 29.3. Рассеяние света

§ 29.4. Оптические атомные спектры

§ 29.5. Молекулярные спектры

§ 29.6. Различные виды люминесценции

§ 29.7. Фотолюминесценция

§ 29.8. Хемилюминесценция

§ 29.9. Фотобиологические процессы

§ 29.10. Биофизические основы зрительной рецепции

Глава 30. Лазеры. Радиоспектроскопия

§ 30.1. Лазеры и их применение в медицине

§ 30.2. Расщепление энергетических уровней атомов в магнитном поле

§ 30.3. Электронный парамагнитный резонанс и его медико-биологическое применение

§ 30.4. Ядерный магнитный резонанс. ЯМР-интроскопия

РАЗДЕЛ 8. ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ. ОСНОВЫ ДОЗИМЕТРИИ

Глава 31. Рентгеновское излучение

§ 31.1. Устройство рентгеновской трубки. Тормозное рентгеновское излучение

§ 31.2. Характеристическое рентгеновское излучение. Атомные рентгеновские спектры

§ 31.3. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом

§ 31.4. Физические основы применения рентгеновского излучения в медицине

Глава 32. Радиоактивность. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

§ 32.1. Радиоактивность

§ 32.2. Основной закон радиоактивного распада. Активность

§ 32.3. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

§ 32.4. Биофизические основы действия ионизирующих излучений на организм

§ 32.5. Детекторы ионизирующих излучений

§ 32.6. Использование радионуклидов и нейтронов в медицине

§ 32.7. Ускорители заряженных частиц и их использование в медицине

Глава 33. Элементы дозиметрии. Элементарные частицы

§ 33.1. Доза излучения и экспозиционная доза. Мощность дозы

§ 33.2. Количественная оценка биологического действия ионизирующего излучения. Эквивалентная доза

§ 33.3. Дозиметрические приборы

§ 33.4. Защита от ионизирующего излучения

Заключение

Предметный указатель