Колебательные системы в биологии и медицине
Большинство процессов, анализ которых дает основной объем диагностической информации, имеют колебательный характер. В технике это механические, электромагнитные и др. виды колебаний. В биологии и медицине - ритмы, циклы и т.д. Циклами называют периодические изменения свойств биологических объектов. К ним относятся суточные, месячные, годовые и др. циклы.
Основными способами получения диагностической информации являются анализ формы колебаний или их спектральный анализ. Информация о колебаниях в этом случае содержится в их периоде, частоте, амплитуде и фазе.
Примером может служить ЭКГ человека, в которой можно выделить ряд зубцов, несущих информацию о работе сердечно-сосудистой системы. Диагностическая информация содержится, прежде всего, в амплитудах разных зубцов ЭКГ и их соотношениях.
Колебания интервалов между ударами сердца или соответствующие колебания интервалов между пиками пульсовой волны используются для оценки работы системы регуляции человека.
Механические волны
Механической волной называют механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию.
Уравнение волны выражает зависимость смещения колеблющейся точки, участвующей в волновом процессе, от координаты ее равновесного положения и времени.
Пусть волна распространяется вдоль оси ОХ без затухания с амплитудой А. Зададим колебание точки с координатой х = 0 (источник колебаний) уравнением
(1)
До точки с произвольной координатой х возмущение от начала координат дойдет через время , поэтому колебания этой точки запаздывают:
(2)
Так как , то (3)
Волновой процесс связан с переносом энергии.
Поток энергии волн равен отношению энергии, перенесенной волнами через некоторую поверхность, ко времени, в течение которого эта энергия перенесена
(4)
Интенсивность волн (вектор Умова) равна потоку энергии волн, отнесенному к площади, ориентированной перпендикулярно направлению распространения волн:
(5)
Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 1115;